CN101652722A - 调色剂 - Google Patents

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Abstract

获得在调色剂的显影性、转印性和定影性方面的提高。调色剂是一种具有至少含有粘结剂、蜡和着色剂的调色剂颗粒的调色剂,其特征在于用差示扫描量热计测量的调色剂玻璃化转变温度(TgA)在40至60℃范围内,用差示扫描量热计测量的调色剂最大峰温度(P1)在70至120℃范围内;和用差示扫描量热计测量的调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质中的环己烷(CHX)不溶性物质的玻璃化转变温度(TgB)在80至120℃范围内;上述TgA和TgB满足特定式;通过流动试验仪升温法测量的在100℃下的调色剂粘度在5,000至30,000Pa·s范围内;环己烷(CHX)不溶性物质的酸值在5至40mgKOH/g范围内。

Description

调色剂
技术领域
本发明涉及用于图像形成方法如电子照相法、静电记录法、静电印刷法或调色剂喷射法的调色剂。
背景技术
近年来,已经强烈要求打印机或复印机的高可靠性和对环境的考虑。
术语“高可靠性”不仅是指即使当用打印机或复印机在长时间内打印图像时,打印机或复印机也能够以与初始图像的水平可相比的水平连续输出图像,而且是指打印机或复印机是用户友好的。更具体地,要求打印机或复印机保持良好的显影性、良好的转印性和良好的耐卷绕性(winding resistance),而与使用打印机或复印机的环境无关,并与使用何种转印材料无关。此外,术语“对环境的考虑”意指要求能够以低功率消耗驱动打印机或复印机,从而响应于节约能量。更具体地,要求打印机或复印机具有良好的低温定影性。
考虑到改进OHP片的透明性,已建议通过将用于生产极性和非极性聚合物的含有苯乙烯和α-亚甲基脂族单羧酸酯的可聚合混合物进行悬浮聚合而获得的彩色调色剂。该建议公开具有以下特性的彩色调色剂(参见专利文献1):调色剂含有极性聚合物和非极性聚合物的混合物作为粘结剂树脂,该极性聚合物不均匀地分布在调色剂颗粒表面,该调色剂具有Wardell球形度为0.95至1.00和在130℃下的熔融粘度为10至33,000泊。
出于获得以下具有特性的调色剂的目的,已提出建议,所述调色剂即使在高温、高湿环境下抗结块性也优良,使得图像在低温下定影,脱模性能优良,稳定地显示高显影性,提供具有高图像浓度的图像,以及即使当长时间使用调色剂时,其也显示抑制在其性能方面的变化。该建议描述了各自包含至少两种包括高软化点树脂(A)和低软化点物质(B)的组分并各自具有分离为主要由高软化点树脂(A)形成的A相和主要由低软化点物质(B)形成的B相的结构的调色剂颗粒(参见专利文献2)。
出于确保粉碎性能、耐热贮存稳定性、耐污损性、转印性、低温定影性和耐划痕性(flaw resistance)的目的,也已提出具有以下特性的图像形成用调色剂(参见专利文献3):在调色剂的DSC曲线的第二升温过程中,至少一个放热峰存在于调色剂粘结剂树脂的玻璃化转变点附近。
而且,考虑到确保光泽性、颜色再现性和图像光泽性的均一稳定性,已提出具有以下特性的调色剂(参见专利文献4):调色剂的粘结剂树脂具有重均分子量8,000至50,000,玻璃化转变点40至55℃,并且具有重均分子量为粘结剂树脂重均分子量两倍以上和玻璃化转变点比粘结剂树脂的玻璃化转变点高5℃以上的热塑性树脂存在于调色剂表面附近。
专利文献1:JP 07-34126 B
专利文献2:JP 03184626 B
专利文献3:JP 2004-184561 A
专利文献4:JP 2006-053353 A
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的是实现在调色剂的显影性、转印性和定影性方面的改进。
用于解决问题的手段
以下描述本发明。
本发明提供包括各自至少含有粘结剂树脂、蜡和着色剂的调色剂颗粒的调色剂,其特征在于:
该调色剂具有(i)用差示扫描量热计测量的玻璃化转变温度(TgA)为40至60℃,(ii)用差示扫描量热计测量的最高吸热峰的峰温度(P1)为70至120℃,和(iii)通过流动试验仪加热法(flowtester heating method)测量的在100℃下的粘度为5,000至30,000Pa·s;
在调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质中的环己烷(CHX)不溶性物质具有(i)用差示扫描量热计测量的玻璃化转变温度(TgB)为80至120℃,和(ii)酸值为5至40mgKOH/g;和
玻璃化转变温度(TgA)与玻璃化转变温度(TgB)满足下式(1)。
25℃≤(TgB-TgA)≤70℃    式(1)
发明效果
根据本发明,可以达到在调色剂的显影性、转印性和定影性方面的改进。
附图说明
图1示出通过在某一适当的阈值下二值化图像数据获得的二值化图像的实例。
图2是示出当UV可固化组合物渗透入调色剂时的渗透时间-渗透厚度曲线并示出L、Va和Vb的图。
图3是电子照相设备显影部的放大图。
图4是示出利用接触型单组分显影系统的图像形成设备构成的图。
附图标记说明
10:感光鼓
11:静电潜像承载构件接触充电器
12:电源
13:显影单元
14:调色剂承载构件
15:调色剂进给辊
16:控制构件
17:非磁性调色剂
23:显影剂容器
24:控制构件支承板
25:调色剂输送构件
27:偏压(bias)
101(101a至101d):鼓型电子照相感光构件(感光鼓)
103a:激光束曝光装置(扫描仪)
104a:显影部
106(106a至106d):清洁装置
108b:薄片进给辊
108c:抗蚀辊(resist roller)
109a:静电吸附输送带
109b:驱动辊
109c:固定辊
109d:张紧辊
109e:固定辊
110:定影单元
110c:排出辊
113:排出托盘
S:转印材料(记录介质)
具体实施方式
本发明的调色剂具有改进的显影性、改进的转印性和改进的定影性。
调色剂显影性的改进意指以下三点:
(1)调色剂具有高的对于调色剂控制构件和调色剂承载构件之间的摩擦的耐久性(强韧性),即使当图像连续输出时也显示小的其带电特性的变化,并因此能保持高的显影效率;
(2)能够有利地抑制由调色剂控制构件和调色剂承载构件之间挟入被破坏的调色剂而导致的或由调色剂熔融附着的发生而导致的周向条纹的发生,能够有利地抑制调色剂承载构件和调色剂端部密封(edge seal)之间挟入被破坏的调色剂而导致的调色剂飞散;和
(3)调色剂涂布量沿调色剂承载构件的纵向方向(longitudinal direction)均匀,并且显影剂能均匀进给至显影区。
此外,调色剂转印性的改进意指以下三点:
(1)即使当图像连续输出时,调色剂的转印效率也能保持在与初始转印效率的水平等同的高水平;
(2)在一页内具有高度均一性的情况下,将调色剂转印至转印材料;和
(3)能将调色剂均匀地转印至甚至是具有低光滑性的转印材料上。
此外,调色剂定影性的改进意指以下两点:
(1)即使在低压定影系统中,调色剂也能确保低温定影性;和
(2)能够抑制高温下转印材料卷绕于定影构件。
下文中,将描述本发明的调色剂。
胶囊型调色剂是优选的,以便能获得具有上述改进的显影性、改进的转印性和改进的定影性的此种调色剂。胶囊型调色剂一般具有内层受到外层保护的结构。然而,在内层和外层之间的密合性弱的情况下,当在图像连续输出时应力连续施加至调色剂时,外层剥离或剥去,因此各调色剂颗粒的表面性质在某一时间点急剧变化。
此外,已发现以下:当将含有环己烷不溶性物质并与内层用树脂相容的树脂用作外层用树脂时,能形成外层,同时内层和外层之间的密合性得到充分保证,且此种急剧变化能受到抑制。
应注意:环己烷在无极性的聚合物中显示高度溶解性,但在具有极性的聚合物中显示低溶解性,这是因为环己烷难溶于极性溶剂中。因此,树脂在环己烷中的溶解能导致树脂分离为无极性的树脂和具有极性的树脂。即,调色剂在其THF可溶性物质中含有不溶于环己烷的树脂组分的状态意指调色剂含有具有极性的树脂。
此外,形成内层的粘结剂树脂组分和形成外层的极性树脂优选种类相同,以便改进内层和外层之间的相容性。术语“种类相同”意指例如两种树脂均为乙烯基树脂或聚酯树脂。
本发明的发明人具有以下教导:当使用具有极性并与形成内层的粘结剂树脂相容的树脂时,相容化(compatibilization)发生在具有极性的树脂和粘结剂树脂之间的界面处,因此具有极性的树脂的浓度梯度出现于界面处。
例如,当调色剂颗粒通过水性介质中的悬浮聚合法生产时,随着聚合反应进行,溶于单体的极性树脂显示降低的在单体中的溶解度,结果相分离发生。同时,由于极性的影响,极性树脂不均匀地分布在液滴(droplet)表面。然而,极性树脂和粘结剂树脂组分是相容的,因此在该两组分之间形成不清晰(clear)界面,并且极性树脂存在以致具有这样的浓度梯度:从各颗粒表面向颗粒内部,极性树脂的浓度逐渐降低,粘结剂树脂组分的浓度逐渐增加。
由于此过程,调色剂内层和外层之间的密合性得到改进,调色剂的强韧性得到强化,因此调色剂的破坏难以发生,调色剂显影性和转印性得到改进。此外,当定影步骤中的蜡溶解时,蜡能容易地迅速向各调色剂颗粒的表面移动,由此调色剂定影性也能得到改进。
本发明的发明人认为:本发明调色剂的显影性、转印性和定影性得到改进,这是因为:调色剂的内层和外层显示高的密合性;加压时,调色剂显示高的对外部因素(external factor)的强韧性;并且当加热调色剂时,蜡显示良好的渗出性能。
此外,本发明的调色剂具有用差示扫描量热计测量的玻璃化转变温度(TgA)在40至60℃范围内。在此情况下,当加热和加压调色剂时,粘结剂树脂对转印材料的粘合力得到改进。因此,调色剂的低温定影性能得到改进。此外,当调色剂的玻璃化转变温度(TgA)为45至60℃时,上述效果变得额外明显。当TgA低于40℃时,产生对调色剂显影性和转印性的有害效果。当TgA超过60℃时,调色剂的低温定影性差。此外,对于TgA的条件能通过调整例如形成调色剂的可聚合单体的组成比而得以满足。
本发明调色剂的THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质具有用差示扫描量热计测量的玻璃化转变温度(TgB)为80至120℃。如上所述,环己烷不溶性物质主要包含具有极性的树脂,外层主要由该具有极性的树脂形成。当该组份的玻璃化转变温度TgB为80至120℃时,调色剂外层的强度能得到增强,因此调色剂的强韧性得到改进。结果,显影时调色剂抗应力性得到强化,由此调色剂的显影效率能得到改进。此外,周向条纹和调色剂飞散减少,因此调色剂的转印效率能额外改进。此外,当TgB为85至110℃时,上述效果变得额外明显。此外,对于调色剂玻璃化转变温度(TgB)的条件能通过调整例如在生产作为调色剂用原料的极性树脂时的单体组成比而得以满足,这是因为TgB受到极性树脂的物理性质影响。
本发明的调色剂具有用差示扫描量热计测量的最高吸热峰的峰温度(P1)为70至120℃,或优选70至90℃。吸热峰反映调色剂中蜡的吸热特性。当P1为70至120℃时,蜡具有适度的渗出性能,因此能够抑制当定影时转印材料周围气氛的温度变高时,转印材料卷绕定影构件的发生。此外,蜡发挥对调色剂的增塑效果,以改进调色剂对纸的粘合力,因此调色剂的低温定影性得到改进。
此外,TgB和TgA之间的温度差(TgB-TgA)为25至70℃,或优选30至70℃。当TgB和TgA的温度差为25至70℃时,能有利地达到调色剂的低温定影性和显影性之间的相容。此外,减少周向条纹和调色剂飞散的发生,因此调色剂的转印效率能额外得到改进,要获得的图像在一页内具有高度均一性。此外,即使在具有低光滑性的转印材料的情况下,也能获得均匀的转印性。此外,调色剂对纸的粘合力得到改进,由此调色剂的低温定影性得到改进。此外,当TgB和TgA的温度差为30至70℃时,上述效果变得额外明显。
P1和TgA之间的温度差(P1-TgA)优选为15至70℃。当P1和TgA之间的温度差为15至70℃时,蜡以额外适当的方式渗出至调色剂的表面,因此即使当定影时转印材料周围气氛的温度变高时,也能够抑制转印材料卷绕定影构件的发生。此外,调色剂对纸的粘合力得到改进,因此调色剂的低温定影性得到改进。当P1和TgA之间的温度差为15至50℃,或优选20至50℃时,上述效果变得额外明显。
此外,本发明的调色剂具有通过流动试验仪加热方法测量的在100℃下的粘度为5,000至30,000Pa·s。当该粘度落入上述范围时,蜡以适当程度渗出,因此能有利地抑制转印材料卷绕定影构件的发生。调色剂对纸的粘合力得到改进,因此调色剂的低温定影性得到改进。粘度优选为5,000至25,000Pa·s,在此情况下,上述效果变得额外明显。此外,当调色剂为已聚合的调色剂时,对于调色剂熔融粘度的条件能通过调整例如聚合条件(如温度,引发剂的种类和量)而得以满足。
本发明调色剂的THF可溶性物质中的环己烷(CHX)不溶性物质的含量优选为3至30质量%。当环己烷不溶性物质的含量落入上述范围内时,调色剂外层的强度能得到增强,因此调色剂的强韧性得到改进。结果,显影时调色剂抗应力性强化,由此调色剂的显影效率能得到改进。此外,周向条纹和调色剂飞散减少。此外,提高调色剂的转印效率。当环己烷不溶性物质的含量为5至30质量%时,上述效果变得额外明显。此外,环己烷不溶性物质受到作为调色剂用原料的极性树脂的量的影响,因此对于环己烷不溶性物质含量的条件能通过调整例如生产调色剂时极性树脂的添加量而得以满足。
本发明调色剂的THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质具有酸值为5至40mgKOH/g。当环己烷不溶性物质的酸值为5至40mgKOH/g时,能增强调色剂外层的强度。结果,调色剂的强韧性得以改进。因此,调色剂抗应力性得到加强,由此调色剂的显影效率能得到改进。此外,周向条纹和调色剂飞散减少,因此能额外改进调色剂的转印效率。当环己烷不溶性物质的酸值为5至25mgKOH/g时,上述效果变得额外明显。此外,环己烷不溶性物质的酸值受到作为调色剂用原料的极性树脂的酸值的影响,因此对于环己烷不溶性物质的酸值的条件能通过调整例如生产极性树脂时单体的种类和用量而得以满足。
当在比调色剂的玻璃化转变温度(TgA)高5℃的温度下搅拌通过将调色剂颗粒分散于不含分散稳定剂的水性介质中制备的分散液60分钟时,本发明的调色剂具有由下式表示的在加热搅拌后的调色剂颗粒的重均粒径(D4)与在加热搅拌前的重均粒径的变化率优选为100至150%。
重均粒径(D4)的变化率(%)=(在加热搅拌后的调色剂颗粒的重均粒径/在加热搅拌前的调色剂颗粒的重均粒径)×100
当重均粒径(D4)的变化率为100至150%时,调色剂具有高的强韧性和高的抗应力性,因此即使当图像连续输出时,调色剂的摩擦带电特性也在小程度上改变,能稳定地获得高的显影效率。此外,能有利地抑制由调色剂控制构件和调色剂承载构件之间挟入被破坏的调色剂而导致的或由调色剂熔融附着的发生而导致的周向条纹发生,能有利地抑制调色剂承载构件和调色剂端部密封之间挟入被破坏的调色剂而导致的调色剂飞散。当重均粒径(D4)的变化率为100至130%时,上述效果变得额外明显。此外,对于D4的变化率的条件能通过调整例如极性树脂加入量和极性树脂的分子量与玻璃化转变温度而得以满足。
在调色剂已在温度50℃和湿度10%下放置3天后,本发明的调色剂具有聚集度(degree of agglomeration)优选50以下,或更优选30以下。当聚集度为50以下时,能有利地抑制贮存调色剂时蜡的渗出,并且能提供各调色剂颗粒以均一的带电性能。结果,能获得调色剂承载构件的上部均匀涂布有调色剂的性质。此外,调色剂的强韧性得到改进,并且显影时的调色剂抗应力性得到加强,由此调色剂的显影效率能得以改进。此外,周向条纹和调色剂飞散减少。此外,对于聚集度的条件能通过调整例如极性树脂添加量、极性树脂分子量、蜡添加量和蜡熔点而得以满足。
应注意:本发明中的聚集度是通过以下方法测量的值。
在振动筛粉末测试仪(vibrating sifter powdertester)(Hosokawa Micron Corporation制造)的振动台上,将具有孔径250μm的筛子、具有孔径500μm的筛子和具有孔径710μm的筛子以所述顺序设置得像层叠体一样。然后,将在常温常湿环境下静置1天的5g试样置于具有孔径710μm的筛子上,振动约10秒,同时调整输入至振动台的电压至15V,调整振动时振动台的振幅至落入60至90μm范围内。此后,测量残留在各筛子中的试样质量,并基于下式获得聚集度。应注意:聚集度越小,调色剂的流动性越高。
聚集度={(具有孔径710μm的筛子上的试样质量(g))/5(g)}×100+{(具有孔径500μm的筛子上的试样质量(g))/5(g)}×100×0.6+{(具有孔径250μm的筛子上的试样质量(g))/5(g)}×100×0.2
本发明的调色剂具有用流式颗粒图像分析仪测量的平均圆形度优选0.960至1.000,更优选0.970至1.000。设定平均圆形度在上述范围内使得流动性改进剂均匀粘附至具有不均匀性的各调色剂颗粒表面,因此调色剂能均匀转印至甚至是具有低光滑性的转印材料上。此外,设定平均圆形度在上述范围内能改进调色剂进行最紧密堆积的容易性,并提供具有均一带电性能的各调色剂颗粒,因此均匀的调色剂涂层能形成于调色剂承载构件上。此外,对于调色剂平均圆形度的条件能通过调整例如生产调色剂时的温度和分散稳定剂的添加量而得以满足。
本发明的调色剂以优选20数量%以下,或更优选10数量%以下的比例(小颗粒比例)含有各自具有粒径等于或小于调色剂重均粒径(D4)的三分之一的颗粒。抑制小颗粒比例能抑制显影中涉及的构件的污染。此外,该抑制能提供各调色剂颗粒以均一的带电性能,并使得均匀的调色剂涂层形成于调色剂承载构件上。此外,该抑制能改进调色剂抗应力性,因此,特别地,能获得高显影效率。此外,该抑制能抑制周向条纹发生并减少调色剂飞散。此外,该抑制能提供在一页内具有高度均匀性的图像。此外,对于小颗粒比例的条件能通过调整例如生产调色剂颗粒时的分散稳定剂添加量和氢离子浓度指数(pH)而得以满足。
此外,当使UV可固化组合物渗透入本发明的调色剂时,在渗透时间为5秒时的渗透厚度(L)优选0.20至0.60μm,或更优选0.30至0.50μm。此外,当使UV可固化组合物渗透入调色剂时,在渗透时间为5秒以上至10秒以下时的平均渗透速度(Va)优选0.020至0.070μm/s。此外,在渗透时间为10秒以上至15秒以下时的平均渗透速度(Vb)优选高于在渗透时间为5秒以上至10秒以下时的平均渗透速度(Va)。
本发明的发明人认为UV可固化组合物渗透入调色剂树脂的速度反映树脂分子链的运动性(mobility)。即,本发明人推定树脂分子链的运动性越高,则上述渗透速度越快,而分子链的运动性越低,则上述渗透速度越低。此外,当使用具有以下特性的树脂时,定影时调色剂易于熔融,蜡易于渗出至调色剂表面,所述特性为树脂分子链显示高度运动性,组合物以高速度渗透入树脂。然而,此种树脂降低调色剂抗应力性和调色剂耐热性。反之,当使用具有以下特性的树脂时,调色剂显示高的抗应力性和耐热性,但是定影时难以熔融,蜡难以渗出至调色剂表面,所述特性为树脂分子链显示低的运动性,组合物以低速度渗入树脂。即,具有以下特性的树脂适用作形成调色剂内层的树脂:组合物以高速度渗入树脂。类似地,具有以下特性的树脂适用作形成调色剂外层的树脂:组合物以低速度渗入树脂。
本发明人认为:在渗透时间为5秒时的渗透厚度(L)反映接近调色剂表面的渗透速度,和在渗透时间为5秒以上至10秒以下时的平均渗透速度(Va)是表示调色剂外层表面侧上的渗透速度的指标,在渗透时间为10秒以上至15秒以下的平均渗透速度(Vb)是表示调色剂外层内部侧的渗透速度的指标。
当渗透厚度(L)落入上述范围内时,调色剂的最外层部强固,因此调色剂能获得充分的强韧性。此外,定影时蜡的渗出性能得到改进。结果,调色剂的显影性和定影性得到改进。因此,调色剂的贮存稳定性得到改进。
当在渗透时间为5秒以上至10秒以下时的平均渗透速度(Va)落入上述范围内时,调色剂外层中树脂分子链的运动性落入最佳范围内,因此调色剂能获得充分的强韧性,蜡能获得定影时良好的渗出性能。结果,调色剂的显影特性和定影特性得到改进。
此外,当Va和Vb满足关系Va<Vb时,构成调色剂外层的树脂存在,因此具有从调色剂表面附近朝向调色剂内部的浓度梯度,由此调色剂内层和外层之间的密合性得到改进。结果,调色剂的显影特性和低温定影性得到改进。
设定调色剂的L、Va和Vb在上述范围内能够改进主要存在于调色剂内层中的粘结剂树脂和主要存在于调色剂外层中的极性树脂之间的密合性。此外,在此情况下,存在构成调色剂外层的树脂,以致具有从调色剂表面层附近朝向调色剂内部的浓度梯度。结果,当由于图像连续输出而将应力施加至调色剂时,难以发生调色剂外层的剥离或剥去。因此,能实现显影效率高、周向条纹数减少和降低调色剂飞散。此外,能设计调色剂内层以致足够软,这是因为即使当由于连续输出而将应力持续施加至调色剂时,调色剂内层借助于上述特性难以暴露。此外,不存在调色剂的内层和外层之间的界面能够改进定影时的蜡的渗出性能。因此,调色剂能达到良好的低温定影性,能防止高温下转印材料卷绕定影构件,同时没有降低调色剂的显影特性和贮存稳定性。
应注意:本发明的发明人推定树脂的玻璃化转变温度Tg、交联度和分子量等组合起作用,以确定渗透速度。此外,对于调色剂的L、Va和Vb的条件能通过调整例如形成调色剂的可聚合单体的组成比和通过降低粘结剂树脂和极性树脂之间的组成差而得以满足。
此外,通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的本发明调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质的分子量分布中主峰的分子量(MpA)优选10,000至40,000。当MpA为10,000至40,000时,即使当定影时转印材料周围气氛的温度变高时,借助于蜡的适度渗出性也能抑制转印材料卷绕定影构件的发生。此外,调色剂对纸的粘合力得到改进,调色剂的低温定影性得到改进。此外,当MpA为15,000至35,000时,上述效果变得额外明显。此外,对于MpA的条件能通过调整例如生产调色剂时的聚合条件(如温度,引发剂的种类和量)而得以满足。
通过GPC测量的本发明调色剂的THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质的分子量分布中主峰的分子量(MpB)优选10,000至250,000。当MpB为10,000至250,000时,调色剂外层的强度增强。结果,调色剂的强韧性得到改进,调色剂的抗应力性得到加强,由此调色剂的显影效率能得到改进。此外,周向条纹和调色剂飞散减少,因此调色剂的转印效率能额外改进。此外,当MpB为10,000至100,000时,上述效果变得额外明显。此外,对于MpB的条件能通过调整例如生产极性树脂时的聚合条件(如温度,引发剂的种类和量)和生产调色剂时的聚合条件(如温度,引发剂的种类和量)而得以满足。
本发明调色剂的重均粒径(D4)优选4.0至9.5μm,更优选4.5至8.5μm。当重均粒径落入上述范围内时,获得高清晰图像的容易性得到改进。
下文中,将描述用于本发明的材料。
作为能用于本发明的粘结剂树脂,给出例如:聚苯乙烯;苯乙烯取代体的单一聚合物,如聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯;苯乙烯共聚物如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸α-氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物;丙烯酸类树脂;甲基丙烯酸类树脂;聚乙酸乙烯酯;硅酮树脂;聚酯树脂;聚酰胺树脂;呋喃树脂;环氧树脂;和二甲苯树脂。这些树脂单独使用,或以混合物使用。
作为苯乙烯共聚物的苯乙烯单体的共聚用单体,给出例如:单羧酸或其具有双键的取代物如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺;二羧酸或其各自具有双键的取代物如马来酸、马来酸丁酯、马来酸甲酯和马来酸二甲酯;乙烯基酯如乙烯基氯、乙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯基酯;烯属烃(ethyleneolefin)如乙烯、丙烯和丁烯;乙烯基酮如乙烯基甲基酮和乙烯基己基酮;和乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基异丁基醚。这些乙烯基单体单独使用,或使用其两种以上。
作为用于通过聚合方法生产本发明调色剂的可聚合单体,使用能自由基聚合的乙烯基可聚合单体。作为乙烯基可聚合单体,可以使用单官能性可聚合单体或多官能性可聚合单体。单官能性可聚合单体的实例包括:苯乙烯;苯乙烯衍生物如α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯;丙烯酸类可聚合单体如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯、二甲基磷酸酯乙基丙烯酸酯、二乙基磷酸酯乙基丙烯酸酯、二丁基磷酸酯乙基丙烯酸酯和2-苯甲酰氧乙基丙烯酸酯;甲基丙烯酸类可聚合单体如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正壬酯、二乙基磷酸酯甲基丙烯酸乙酯和二丁基磷酸酯甲基丙烯酸乙酯;亚甲基脂族单羧酸酯;乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯和富马酸乙烯酯;乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基异丁基醚;和乙烯基酮如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮和乙烯基异丙基酮。
多官能性可聚合单体的实例包括二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1、6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、2,2′-双(4-(丙烯酰氧基/二乙氧基)苯基)丙烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、2,2′-双(4-(甲基丙烯酰氧基/二乙氧基)苯基)丙烷、2,2′-双(4-(甲基丙烯酰氧基/聚乙氧基)苯基)丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、二乙烯基萘和二乙烯基醚。
在本发明中,可以单独使用一种上述单官能性可聚合单体,或可以组合使用其两种以上。作为选择,可以组合使用一种以上上述单官能性可聚合单体和一种以上上述多官能性可聚合单体。各多官能性可聚合单体也可用作交联剂。
此外,通过悬浮聚合方法生产调色剂时,形成调色剂的单体以使得通过单体聚合获得的粘结剂树脂的玻璃化转变温度低于调色剂的玻璃化转变温度的方式优选选择。此外,要获得的调色剂的玻璃化转变温度优选通过升高主要形成调色剂外层的极性树脂的玻璃化转变温度而设定在本发明规定的范围内。结果,调色剂的显影性、转印性和定影性能得到改进,同时有利地保持当粘结剂树脂的玻璃化转变温度设定至低温时趋于降低的调色剂的耐热性。
如上所述,在本发明中,与粘结剂树脂相容并具有极性的树脂优选用作用于形成外层的树脂。更具体地,优选使用具有与粘结剂树脂组成相同的组成的树脂。此外,具有下述物理性质的树脂是优选的:树脂的四氢呋喃可溶性物质中的环己烷不溶性物质具有落入上述范围内的主峰分子量(MpB),玻璃化转变温度(TgB)和酸值。此种优选树脂的具体实例包括:含氮单体如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯;腈单体如丙烯腈;含卤素单体如乙烯基氯;不饱和羧酸如丙烯酸和甲基丙烯酸;不饱和二元酸;不饱和二元酸酐;硝基单体的聚合物,或任意这些乙烯基单体与苯乙烯单体和/或不饱和羧酸酯单体的乙烯基系聚合物;聚酯;和环氧树脂。乙烯基系聚合物、马来酸共聚物、饱和聚酯树脂、环氧树脂是更优选的,乙烯基系聚合物是进一步更优选的,含有苯乙烯(或苯乙烯衍生物)、丙烯酸(或甲基丙烯酸)和丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)作为共聚组分的共聚物是特别优选的。在此情况下,残留苯乙烯的量优选为300ppm以下,这是因为具有极性的树脂和粘结剂树脂之间的相容性能得到改进。
具有极性的树脂优选具有通过GPC测量的峰分子量Mp为8,000至250,000,重均分子量Mw为8,000至260,000,比例Mw/Mn为1.05至5.00。此外,树脂优选具有通过差示扫描量热法(DSC)确定的玻璃化转变温度Tg为80至120℃。此外,树脂优选具有酸值5至40mgKOH/g。
具有极性的树脂的含量优选为5至50质量份,更优选10至40质量份,相对于100质量份可聚合单体或粘结剂树脂。
能在本发明中使用的蜡试剂的实例包括:石油蜡如石蜡、微晶蜡和矿脂,及其衍生物;褐煤蜡及其衍生物;根据费-托方法的烃蜡及其衍生物;聚烯烃蜡如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡及其衍生物;和天然蜡如巴西棕榈蜡和小烛树蜡及其衍生物。衍生物包括氧化物、与乙烯基单体的嵌段共聚物和接枝改性产物。此外,以下物质是示例性的:高级脂族醇;脂肪酸如硬脂酸和棕榈酸;酸性酰胺蜡;酯蜡;固化蓖麻油及其衍生物;植物蜡;和动物蜡。其中,酯蜡或烃蜡是特别优选的,这是因为酯蜡或烃蜡的脱模性能优良。含有50至95质量%的碳原子总数彼此相同的化合物的蜡是更优选的,这是因为能容易地获得良好的显影性,能容易地发挥本发明的效果。
蜡含量优选为1至40质量份,更优选3至25质量份,相对于100质量份粘结剂树脂。当蜡含量落入上述范围内时,定影时蜡能获得适度渗出性能,即使当转印材料周围气氛的温度变高时,转印材料卷绕转印构件的发生也能得到抑制。此外,即使当显影或转印时调色剂受到应力时,蜡暴露于调色剂表面的程度也低,各调色剂颗粒能获得均一的带电性能。
使用的黑色着色剂的实例包括炭黑和磁性物质。此外,它们可通过使用下述的黄色/品红色/青色着色剂调成各颜色。大量染料和炭黑特别具有聚合抑制性能,因此使用它们时需要注意。
使用的黄色着色剂的实例包括:缩合(condensed)偶氮化合物、异吲哚啉酮化合物、蒽醌化合物、偶氮金属配合物、次甲基化合物、和烯丙基酰胺化合物为代表的化合物。具体实例包括C.I.颜料黄12、13、14、15、17、62、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185和214。
使用的品红色着色剂的实例包括:缩合偶氮化合物、二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)化合物、蒽醌、喹吖啶酮化合物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑酮化合物、硫靛化合物、苝化合物。具体实例包括C.I.颜料红2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254和269、和C.I.颜料紫19。
使用的青色着色剂的实例包括:铜酞菁化合物及该化合物的衍生物;蒽醌化合物;和碱性染料色淀化合物。具体实例包括C.I.颜料蓝1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62和66。
这些着色剂分别可以单独使用,或作为混合物使用。作为选择,这些着色剂分别可以固体溶液的状态使用。考虑色相角、色度、亮度、耐光性、OHP透明性和调色剂中的分散性能,选择着色剂,其以优选1至20质量份范围添加,相对于100质量份可聚合单体或粘结剂树脂。
此外,本发明的调色剂可以是含有磁性物质作为着色剂的磁性调色剂。在此情况下,磁性物质也能用作着色剂。磁性物质的实例包括:铁氧化物如磁铁矿、赤铁矿和铁素体;和金属如铁、钴和镍,这些金属与金属如铝、钴、铜、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨或钒等的金属合金,及其混合物。
磁性物质更优选为表面改性的磁性物质。当磁性调色剂通过聚合方法制备时,磁性物质优选是用表面改性剂进行疏水处理的磁性物质,该改进剂是不抑制聚合的物质。此种表面改性剂的实例包括硅烷偶联剂和钛偶联剂。
磁性物质的颗粒具有数均粒径优选0.1至2μm,或更优选0.1至0.5μm。调色剂颗粒中磁性物质的含量优选为20至200质量份,相对于100质量份可聚合单体或粘结剂树脂,特别优选40至150质量份,相对于100质量份粘结剂树脂。
此外,电荷控制剂可以引入本发明的调色剂中,以稳定调色剂带电特性。已知的电荷控制剂能用作电荷控制剂,但是当通过直接聚合方法生产电荷控制剂时,具有低聚合抑制性能并基本不具有增溶至水性分散介质的产物的电荷控制剂是特别优选的。用作负电荷控制剂的化合物的具体实例包括:芳族羧酸如水杨酸、烷基水杨酸、二烷基水杨酸、萘甲酸和二羧酸的金属化合物;偶氮染料或偶氮颜料的金属盐或金属配合物;硼化合物;硅化合物;和杯芳烃。此外,用作正电荷控制剂的化合物的具体实例包括:季铵盐;侧链具有季铵盐的高分子型化合物;胍化合物;苯胺黑化合物;和咪唑化合物。
当内部添加任何此类电荷控制剂时,电荷控制剂以优选0.1至10质量份,或更优选0.1至5质量份范围内的量使用,相对于100质量份粘结剂树脂。此外,当外部添加任意此类电荷控制剂时,电荷控制剂以优选0.005至1.0质量份,或更优选0.01至0.3质量份的量使用,相对于100质量份调色剂颗粒。
本发明的调色剂优选包含具有磺酸基、磺酸盐(sulfonate)基或磺酸酯基的聚合物或共聚物作为其他电荷控制物质。任何此类聚合物或共聚物引入至调色剂都使沿调色剂承载构件的纵向方向的调色剂涂布量均匀。结果,感光构件上的静电潜像能用调色剂如实地显影。此外,能获得在一页内具有高度均匀性的图像。此外,调色剂能均匀地转印至甚至具有低光滑性的转印材料上。
此外,当调色剂通过悬浮聚合方法生产时,上述聚合物或共聚物也有助于水性介质中的造粒稳定性。
用于生产该聚合物的具有磺酸基单体是例如苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基磺酸或甲基丙烯酰基(methacryl)磺酸。在本发明中使用的含有磺酸基等的聚合物可以是该单体的均聚物,或可以是该单体与任何其他单体的共聚物。与该具有磺酸基的单体形成共聚物的单体是例如乙烯基可聚合单体,可以使用任意一种上述单官能性和多官能性可聚合单体。
此外,具有磺酸基等的聚合物或共聚物的含量为优选0.01至5.0质量份,更优选0.1至3.0质量份,或特别优选0.3至2.0质量份,相对于100质量份可聚合单体或粘结剂树脂。当具有磺酸基等的聚合物的含量落入上述范围内时,调色剂能获得充分的带电性能和均一的转印性。此外,在使用具有正电性(positive)组分的分散稳定剂的水性介质的造粒步骤中,促进形成双电层,因此能获得调色剂颗粒尺寸的尖锐分布。
应注意:此种聚合物或共聚物也是具有极性的树脂组分。因此,当调色剂颗粒通过悬浮聚合方法生产时,聚合物或共聚物均匀分布于调色剂颗粒的外层部,并且,当分离调色剂的THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质时,部分聚合物或共聚物被引入不溶性物质中。
本发明的调色剂优选在水性介质中生产。在水性介质中生产调色剂颗粒的方法为例如以下方法的任一种:乳液聚集方法(emulsion agglomeration method),其包括在水性介质中聚集调色剂用必须成分形成的乳液;悬浮造粒方法(suspensiongranulation method),其包括将调色剂用必须成分溶解于有机溶剂中,在水性介质中使该成分造粒,和造粒之后挥发有机溶剂;悬浮聚合方法或乳液聚合方法,其包括将其中溶解调色剂用必须成分的可聚合单体分散于水性介质中以使可聚合单体造粒,造粒之后聚合该可聚合单体;包括悬浮聚合或乳液聚合后通过利用种子聚合(seed polymerization)提供给调色剂以外层的方法;和微胶囊方法,其以界面缩聚或浸渍干燥(submerged drying)为代表。
其中,悬浮聚合方法是特别优选的,这是因为能容易地获得满足本发明说明书规定的调色剂。在悬浮聚合方法中,蜡和着色剂(此外,和根据需要的聚合引发剂、交联剂、电荷控制剂、极性树脂和任何其他添加剂)均匀溶解或分散于可聚合单体中,从而制备可聚合单体组合物。其后,将可聚合单体组合物使用适当搅拌器分散于含有分散稳定剂的水性介质中,然后进行聚合反应,由此获得各自具有期望粒径的调色剂颗粒。此外,优选控制进行聚合反应的反应容器中的氧溶解量,以使得聚合反应能有效进行;氧溶解量越小,则聚合反应进行的效率越高。作为控制的结果,能抑制不利地影响要获得的调色剂的显影性和转印性的低分子量组分的产生,由此调色剂能获得高显影效率、高转印效率和优良的转印均一性。聚合完成后,调色剂颗粒通过已知方法过滤、洗涤和干燥,以及根据需要混合流动性改进剂与调色剂颗粒并使其粘附至各调色剂颗粒表面,由此能获得本发明的调色剂。
当调色剂通过悬浮聚合方法生产时,各调色剂颗粒的形状基本均匀化为球形,因此颗粒的电荷量分布变得相对均匀,并能容易地获得能满足显影特性的调色剂。此外,能获得低程度依赖于外部添加剂并保持高转印性的调色剂。
通过悬浮聚合方法生产调色剂时的可聚合单体的实例包括上述单官能性和多官能性可聚合单体。
具有两种以上可聚合双键的化合物主要用作交联剂。此类化合物的实例包括:芳族二乙烯基化合物如二乙烯基苯和二乙烯基萘;各自具有两个双键的羧酸酯如乙二醇二丙烯酸酯,乙二醇二甲基丙烯酸酯和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯;二乙烯基化合物如二乙烯基苯胺,二乙烯基醚,二乙烯基硫醚,和二乙烯基砜;和各自具有三个以上乙烯基的化合物。这些可以单独使用,或作为混合物使用。单体以优选0.001至15质量份的量添加,相对于100质量份可聚合单体。
油溶性引发剂和/或水溶性引发剂分别用作聚合引发剂。优选这样的聚合引发剂:在反应温度下,在聚合反应时间下,引发剂分子减少一半的时间为0.5至30小时。此外,当引发剂以相对于100质量份可聚合单体为0.5至20质量份的量添加的状态进行聚合反应时,典型地获得在分子量范围10,000至100,000中具有局部最大值的聚合物,因此能获得具有适度强度和适度熔融特性的调色剂。
聚合引发剂的实例包括:偶氮或二偶氮聚合引发剂如2,2′-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮双异丁腈、1,1′-偶氮双(环己烷-1-腈)、2,2′-偶氮双-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈和偶氮双异丁腈;和过氧化物聚合引发剂如过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯(t-butylperoxy isobutylate)、叔丁基过氧化新癸酸酯、甲基乙基酮过氧化物、二异丙基过氧化碳酸酯、氢过氧化枯烯、过氧化2,4-二氯苯甲酰和过氧化月桂酰。特别优选在聚合反应中在分解时产生以下醚化合物的聚合引发剂。
此外,本发明的调色剂优选含有由以下结构式(1)或(2)表示的化合物。
[化学式1]
[化学式2]
(式中,R1至R11各自表示具有1至6个碳原子的烷基,或更优选具有1至4个碳原子的烷基。)
当上述化合物引入至调色剂中时,该化合物在以几乎均一的状态分散而存在,这是因为该化合物与粘结剂树脂的相容性优良。此外,当该化合物存在同时分散时,化合物的氧原子使调色剂中产生的负电荷离域化,这是因为氧原子是具有高电负性的元素。因此,醚化合物的引入能使调色剂的负电荷稳定。当本发明的调色剂是能通过摩擦带电而带负电的调色剂时,引入醚化合物的效果变得特别明显。此外,当调色剂能通过摩擦带电而带正电时,该醚化合物具有抑制过度带电的效果。
此外,醚化合物为大结构的,这是因为该化合物具有叔碳原子。该化合物几乎不受水的影响,电荷从该化合物的泄漏受到抑制,这是因为键合至叔碳原子的官能团各自起到空间位阻的作用。然而,当键合至氧原子的碳原子旋转时,能作为空间位阻的任何官能团也能移动。此外,摩擦电荷从化合物泄漏涉及的水分子是小分子,因此没有官能团能够是完全的空间位阻。结果,键合至叔碳原子的官能团分别起到适度的空间位阻的作用以适度阻挡水分子。结果,甚至在高湿环境下或在低湿环境下,含有醚化合物的调色剂也能获得良好的带电性能。特别地,当极性树脂和醚化合物组合使用时,醚化合物甚至在外层树脂中也能发挥对调色剂电荷的稳定作用,由此调色剂的带电性能以额外有利的方式改进。因此,获得以下优良的效果:确保本发明的作用和效果,具体地,调色剂承载构件上的调色剂涂层均匀性和转印效率以高水平保持,获得一页内的调色剂的转印均一性,并且调色剂能容易地以均一方式转移至具有低光滑性的转印材料上。
调色剂以含量在优选5至1,000ppm,更优选10至800ppm,或还更优选10至500ppm范围内含有醚化合物。醚化合物可以是与具有其他结构的醚化合物的混合物,只要混合物主要由具有上述结构的化合物形成即可。同时,含量规定为调色剂中醚化合物的总量。当调色剂中醚化合物的含量落入上述范围内时,获得良好的摩擦电荷量,调色剂均匀带电。此外,调色剂承载构件上的调色剂涂层均匀性和转印效率以高水平保持,获得一页内调色剂的转印均一性,调色剂能均匀转印至甚至具有低光滑性的转印材料上。
生产调色剂颗粒时可以按照配方添加和引入的醚化合物能在聚合容器中由聚合引发剂的分解产物生产。
醚化合物结构实例包括以下结构。
醚化合物1
[化学式3]
Figure G2008800113708D00261
醚化合物2
[化学式4]
Figure G2008800113708D00262
醚化合物3
[化学式5]
Figure G2008800113708D00271
醚化合物4
[化学式6]
Figure G2008800113708D00272
当调色剂通过悬浮聚合方法生产时,能进一步添加并使用已知的链转移剂或聚合引发剂等,以使得可控制可聚合单体的聚合度。
此外,当聚合方法调色剂通过将甲苯或二甲苯添加至单体来生产时,具有极性的树脂在单体中的溶解性得到改进,在通过树脂沉降而形成调色剂外层时的稳定性得到改进,因此发挥本发明效果的容易性得到改进;应注意:溶解性和稳定性改进的机理尚不清楚。甲苯或二甲苯以优选0.5至5.0质量份的量添加,相对于100质量份单体。
分散稳定剂可以添加至水性介质。作为能在分散稳定剂中使用的无机化合物,存在示例性的磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝、磷酸锌、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、膨润土、二氧化硅和氧化铝。作为有机化合物,存在示例性的聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠盐、聚丙烯酸及其盐、和淀粉。分散稳定剂以优选0.2至2.0质量份的量使用,相对于100质量份可聚合单体。
此外,0.001至0.1质量份表面活性剂可以用于细微分散那些分散稳定剂。表面活性剂也用于促进分散稳定剂的预期功能。表面活性剂的具体实例包括十二烷基苯硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、辛基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钾和油酸钙。
当无机化合物用作分散稳定剂时,商购可得的化合物可原样使用,或无机化合物可在水性介质中生产并使用,以致可获得额外细的颗粒。在高速搅拌下混合磷酸钠水溶液和氯化钙水溶液足以用于制备例如磷酸钙。
此外,流动性改进剂可外部添加至本发明的调色剂中的各调色剂颗粒,以改进各调色剂颗粒的流动性。流动性改进剂的实例包括:氟树脂粉末如偏二氟乙烯细粉和聚四氟乙烯细粉;脂族酸的金属盐如硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸铅;金属氧化物如氧化钛粉末、氧化铝粉末和氧化锌粉末,或通过将金属氧化物进行疏水处理获得的粉末;和二氧化硅细粉如湿法二氧化硅和干法二氧化硅。此外,这些细粉的任一种的表面更优选用处理剂如硅烷偶联剂、钛偶联剂或硅油处理。流动性改进剂以优选0.01至5质量份的量使用,相对于100质量份调色剂颗粒。
接着,将参考图3和4描述涉及使用本发明调色剂的图像形成方法的实例。
图4示出本发明实施例中使用的图像形成设备构成(接触型单组分显影系统)。图像形成设备是串联型彩色激光束打印机(color LBP)(LBP-2510,Canon Inc.制造)。
图4中,附图标号101(101a至101d)表示作为静电潜像承载构件的鼓型电子照相感光构件(下文中称为″感光鼓″),各鼓型感光构件以预定处理速度沿图中所示箭头指示的方向旋转(逆时针方向)。感光鼓101a、101b、101c和101d分别对应于彩色图像的黄色(Y)组分、品红色(M)组分、青色(C)组分和黑色(Bk)组分。感光鼓101a至101d分别通过未示出的鼓形电机(DC伺服电机)旋转。各感光鼓101a至101d可以配置有彼此独立的驱动源。各鼓形电机的旋转通过未示出的数字信号处理器(DSP)控制,可以通过未示出的CPU进行任何其他控制。
此外,静电吸附输送带109a围绕驱动辊109b、固定辊109c和109e与张紧辊109d周围拉紧,并通过驱动辊109b沿图中所示箭头指示的方向旋转以吸附并输送转印材料S(记录介质S)。下文中,将通过取四种颜色中的黄色(Y)作为实例进行描述。
感光鼓101a在其旋转中通过一次充电装置102a均匀地进行一次充电处理,以具有预定的极性和预定的电势。然后,将感光鼓101a暴露于激光束曝光装置(下文中称为″扫描仪″)103a的光,由此在感光鼓101a上形成静电潜像。
接着,静电潜像通过显影部104a显影,由此调色剂图像形成于感光鼓101a上。对于其他三种颜色(品红色(M)、青色(C)和黑色(Bk))进行类似步骤。
接着,四种彩色调色剂图像顺序转印至记录介质S,该记录介质S处于各感光鼓101a至101d和静电吸附输送带109a之间的辊隙部,以通过薄片进给辊108b和抗蚀辊108c调整而适时输送。
此外,在调色剂图像已转印至记录介质S之后,残留附着物质如转印残留调色剂通过清洁装置106a、106b、106c和106d从感光鼓101a至101d除去。
调色剂图像已从四个感光鼓101a至101d转印其的记录介质S在驱动辊109b部从静电吸附输送带109a表面分离,从而进给至定影单元110。然后,调色剂图像在定影单元110中定影至记录介质S。其后,介质通过排出辊110c排出至排出托盘113。
接着,将参考显影部放大图(图3)描述以非磁性单组分接触显影系统的图像形成方法的具体实例。图3中,显影单元13包括:贮存作为单组分显影剂的非磁性调色剂17的显影剂容器23;位于沿显影剂容器23纵向延伸的开口处的静电潜像承载构件(感光鼓)10;和调色剂承载构件14,其以面对静电潜像承载构件10设置。调色剂17通过调色剂输送构件25向调色剂承载构件输送。
此外,显影单元13显影静电潜像承载构件10上的静电潜像以形成调色剂图像。静电潜像承载构件接触充电构件11接触静电潜像承载构件10。静电潜像承载构件接触充电构件11的偏压通过电源12施加。
调色剂承载构件14侧向配置,同时在所述开口处,图中所示的其大体右半圆周面暴露于显影剂容器23内部,并且图中所示的其大体左半圆周面暴露于显影剂容器23外部。暴露于显影剂容器23外部的表面接触位于图3中显影单元13左侧的静电潜像承载构件10,如图中所示。
静电潜像承载构件10的圆周速度为50至170mm/s,调色剂承载构件14沿箭头B指示的方向以高达静电潜像承载构件10的圆周速度的一至二倍的圆周速度旋转。
控制构件16通过调色剂承载构件14上方的控制构件支承板24支承。控制构件使用例如SUS形成的金属板、橡胶材料如聚氨酯或硅酮,或由具有橡胶弹性的SUS或磷青铜作为基体形成的金属薄板。橡胶材料粘结至接触调色剂承载构件14的控制构件的表面侧。
配置控制构件16,以致其自由端侧的边缘附近通过表面接触来接触调色剂承载构件14的外周面。边缘附近接触外周面的的方向为反方向,其中顶侧位于相对于调色剂承载构件14旋转方向的接触部的上游侧。控制构件16的实例为以下构成:将具有厚度1.0mm的板状聚氨酯橡胶粘结至控制构件支承板24,适度设定控制构件接触调色剂承载构件14的接触压力(线性压力)。接触压力优选20至300N/m。接触压力如下测量:将分别具有已知摩擦系数的三种金属薄板插入控制构件和调色剂承载构件彼此接触的部位,将用弹簧秤拉出中心板需要的力的值换算为接触压力。鉴于与调色剂的密合性,橡胶材料优选粘结至接触调色剂承载构件的控制构件16的表面;能抑制长期使用调色剂时调色剂熔融附着和粘着至控制构件。此外,控制构件16能以下述边缘接触方式接触调色剂承载构件14:控制构件的边缘与调色剂承载构件接触。在边缘接触的情况下,鉴于控制调色剂层的厚度,控制构件16相对于在控制构件与调色剂承载构件接触点处的调色剂承载构件切线的接触角更优选设定至40°以下。
调色剂进给辊15(附图标记15a表示调色剂进给辊的轴)与调色剂承载构件14相对于控制构件16接触调色剂承载构件14表面的部位的旋转方向的上游侧接触,该辊被旋转支承。调色剂进给辊15接触调色剂承载构件14的有效宽度为1至8mm,调色剂承载构件14优选设置有在调色剂进给辊与调色剂承载构件彼此接触部位的相对速度。
调色剂承载构件用充电辊29是弹性体如NBR或硅橡胶,其连接至抑制构件30。此外,通过抑制构件30而使调色剂承载构件用充电辊29与调色剂承载构件14接触的负荷设定至0.49至4.9N。调色剂承载构件14上的调色剂层进行最紧密堆积,并且通过调色剂承载构件用充电辊29的接触,使调色剂承载构件上部均匀地涂布有调色剂层。控制构件16和调色剂承载构件用充电辊29之间的纵向位置关系优选这样:设置调色剂承载构件用充电辊29,以致能够确实覆盖与控制构件16接触的调色剂承载构件14上的全部区域。
此外,绝对需要调色剂承载构件用充电辊29通过调色剂承载构件14驱动,或以与该构件圆周速度相同的圆周速度旋转。调色剂承载构件用充电辊29和调色剂承载构件14之间的圆周速度差的存在是优选的,这是因为调色剂承载构件不均匀地涂布有调色剂,用调色剂形成的图像上的凹凸(unevenness)增加。
调色剂承载构件用充电辊29的偏压作为DC电压通过调色剂承载构件14和静电潜像承载构件10两者间的电源27(图3中附图标号27)施加,调色剂承载构件14上的非磁性调色剂17从调色剂承载构件用充电辊29通过放电而被赋予以电荷。
调色剂承载构件用充电辊29的偏压等于或高于与非磁性调色剂相同极性的击穿电压,并设定其以使得在该辊和调色剂承载构件14之间产生电势差1,000至2,000V。
在已通过调色剂承载构件用充电辊29赋予电荷之后,将调色剂承载构件14上形成为薄层的调色剂层均匀地输送至作为面对静电潜像承载构件10的部分的显影部。
在显影部中,将调色剂承载构件14上形成为薄层的调色剂层用通过图3中所示电源27在调色剂承载构件14和静电潜像承载构件10两者之间施加的DC偏压的帮助下显影静电潜像承载构件10上的静电潜像,从而形成调色剂图像。
下文中,将描述测量各种物理性质值的方法。
(1)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的调色剂的THF可溶性物质的峰分子量(MpA)
首先,混合作为测量目标的调色剂和THF,以致混合物中的调色剂浓度为5mg/ml。然后,将混合物在室温下静置5小时。其后,充分振动混合物以使得THF和试样彼此良好混合(直至试样的聚结体消失)。然后,将混合物在室温下再放置24小时。其后,混合物通过试样处理过滤器(Maishori Disk H-25-2,TOSOHCORPORATION制造,或Ekicrodisc 25CR,German Science JapanCo.,Ltd.制造),并将其视为GPC用试样。
制备试样的分子量分布用GPC测量设备(HLC-8120 GPC:TOSOH CORPORATION制造)根据设备操作手册在以下测量条件下测量,确定试样的峰分子量。
(测量条件)
设备:高速GPC″HLC-8120 GPC″(TOSOH CORPORATION制造)
柱:七根柱Shodex KF-801、802、803、804、805、806和807(Showa Denko K.K.制造)串联
洗脱液:THF
流速:1.0ml/min
炉温:40.0℃
试样注入量0.10ml
此外,计算试样分子量时,用标准聚苯乙烯树脂(TSK标准聚苯乙烯F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000或A-500,TOSOHCORPORATION制造)制作的分子量校准曲线用作校准曲线。
(2)调色剂THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质含量
混合作为测量目标的调色剂和THF,以致混合物中的调色剂浓度为450mg/ml。然后,室温下充分振动混合物10小时,使得THF和试样彼此良好混合,直至试样聚结体消失。此外,将混合物放置7天。其后,所得溶液在10℃环境中用冷冻高速离心机(如H-9R(KOKUSAN Co.Ltd.制造))以15,000rpm离心60分钟,从而使溶液分离为上清液和沉淀。然后,收集上清液。此外,使上清液减少50%同时用氮气鼓泡,由此制备浓缩液(condensate)。其后,将5ml浓缩液装入至100ml环己烷中,以生产不溶性物质。
其后,将其中产生不溶性物质的液体在10℃环境中用冷冻高速离心机(如H-9R(KOKUSAN Co.Ltd.制造))以15,000rpm离心60分钟,从而使液体分离为上清液和沉淀(环己烷不溶性物质)。然后,除去上清液。除去后沉淀在室温下放置24小时。其后,沉淀在真空干燥器(40℃)进行脱溶剂化(desovation)24小时,收集作为环己烷不溶性物质的组分。调色剂的THF可溶性物质中环己烷不溶性物质含量能从下式确定。
THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质相对于调色剂的含量(质量%)={(THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质的质量)/调色剂的质量}×100
(3)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的调色剂THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质的峰分子量(MpB)
如上所述收集调色剂THF可溶性物质中的环己烷不溶性物质。通过使用环己烷不溶性物质作为测量试样,以与确定调色剂THF可溶性物质的峰分子量(MpA)的相同方式进行测量。
(4)通过流动试验仪加热方法测量的在100℃下的粘度
用流动试验仪CFT-500D(Shimadzu Corporation制造)根据设备操作手册在以下条件下进行测量。应注意:测量温度50℃至200℃下的调色剂粘度,确定温度在100℃下的调色剂粘度。
试样:称重约1.0g调色剂,并用压力模具成型为试样。
模孔直径:    0.5mm
模具长度:    1.0mm
料筒压力(cylinder pressure):    9.807×105(Pa)
测量方式:    升温法
升温速率:    4.0℃/min
(5)调色剂的玻璃化转变温度(TgA),调色剂的最高吸热峰峰温度(P1),和环己烷不溶性物质的玻璃化转变温度(TgB)
通过使用DSC-7(PerkinElmer,Inc.制造)或DSC2920(TAInstruments Japan Inc.制造)等作为差示扫描量热计(DSC测量设备)根据ASTM D3418-82如下所述进行测量。精确称重2至5mg,或优选3mg测量试样。将试样装入铝盘中,空铝盘用作参比。试样已在20℃下保持平衡5分钟后,在测量温度范围20至140℃内,以升温速率1℃/min,同时应用1.0℃/min调幅进行测量。在本发明中,玻璃化转变温度通过中点方法确定。此外,当存在多个吸热峰时,在吸热峰上方区域中,具有从基线的最高高度的一个吸热峰定义为最高吸热峰。
(6)THF可溶性物质中环己烷不溶性物质的酸值
环己烷不溶性物质的酸值从下式确定。
(试样制备)
在200-ml烧杯中称重1.0g试样,并溶于120ml甲苯中,同时用搅拌器搅拌甲苯。此外,添加30ml乙醇至该溶液。
(设备)
例如,电位自动滴定设备AT-400WIN(Kyoto Denshi制造)用作设备。设备设定用于溶于有机溶剂中的试样。使用的玻璃电极和参比电极(relation electrode)分别适合于有机溶剂。例如,产品代码#100-H 112用作pH玻璃电极,产品代码#100-R115用作软木塞参比电极(cork relation electrode)。注意使得两电极的每一电极的顶端绝对不干燥。此外,3.3mol/l KCl溶液用作内部液体,检查设备以确定设备是否填充有内部液体以致液体达到设备的内部液体补给口。
(步骤)
将制备的试样置于设备的自动试验仪中,电极浸入试样溶液中。接着,将滴定剂(0.1-mol/l KOH在乙醇中的溶液,f=1.009)设定于试样溶液上方,并分别通过自动间歇滴定以0.05ml的量滴加。从基于下式得到的结果计算酸值。
酸值(mgKOH/g)=[(试样终点-空白终点)×f×56×0.1]/试样质量
(7)调色剂的平均圆形度
调色剂的平均圆形度用流式颗粒图像分析仪″FPIA-3000model″(SYSMEX CORPORATION制造)根据该分析仪操作手册在以下条件下计算。流式颗粒图像分析仪″FPIA-3000model″(SYSMEX CORPORATION制造)的测量原理如下:将流动颗粒拍照为静态图像,并分析该图像。装入试样室的试样用试样抽吸注射器进给至扁平鞘流池(sheath flow cell)。进给至扁平鞘流池的试样夹于鞘流液之间以形成扁平流。通过扁平鞘流池内部的试样用频闪光以1/60秒的间隔照射,由此拍摄流动颗粒作为静态图像。此外,颗粒能够在焦点处拍摄,这是因为颗粒流是平的。用CCD照相机拍摄颗粒图像,将拍摄的图像以图像处理分辨率512×512(0.37μm×0.37μm每像素)进行图像处理,以使得取样各颗粒图像边缘。然后,测量各颗粒图像的投影面积和周长等。图像信号在图像处理部中进行A/D转换并捕获为图像数据,存储的图像数据进行图像处理以判断是否存在颗粒。接着,进行边缘强化处理作为用于适当取样各颗粒图像边缘的预处理。
接着,图像数据在某一适当的阈值二值化。
当图像数据在某一适当的阈值二值化时,各颗粒图像变为如图1所示的此类二值化图像。接着,进行关于各二值化颗粒图像是否为边缘点(表示边缘的边缘像素)的判断,制作存在关于临近感兴趣边缘点的边缘点方向的信息,即,链码。
接着,确定各颗粒图像的投影面积S和周长L。通过使用上述面积S和周长L,确定各图像中颗粒的圆当量直径和圆形度。术语″圆当量直径″是指具有与颗粒图像投影面积相同面积的圆的直径。将圆形度(C)定义为由圆当量直径确定的圆周长除以颗粒投影图像的周长获得的值,其从下式计算。
C=2×(πS)1/2/L
当颗粒图像为圆形时,图像中的颗粒圆形度为1。随着颗粒图像外周中表面凹凸程度增加,圆形度显示降低值。
计算出各颗粒圆形度后,将圆形度范围0.2至1.0分割为800个部分,将计算的圆形度分配至800个部分,颗粒的平均圆形度通过使用各分割部分的中心值和测量颗粒数目计算。
当颗粒粒度分布中的分割部i处的圆形度(中心值)由ci表示,测量的颗粒数目由m表示时,平均圆形度C从下式计算。
[数学式1]
平均圆形度 C = Σ i = 1 m ci / m
具体测量方法如下。在容器中准备已预先除去杂质固体等的10ml离子交换水。表面活性剂(优选烷基磺酸盐)作为分散剂添加至离子交换水,然后将0.02g测量试样添加至该混合物中并均匀分散。通过使用作为分散装置的装配有具有直径5mm的钛合金尖端(tip)作为振荡器的超声波分散仪″UH-50″(SMT Co.,Ltd.制造),将所得混合物进行分散处理5分钟,以制备测量用分散液。同时,将分散液适当冷却,以使分散液温度不能为40℃以上。以使得测量时调色剂颗粒浓度在3,000至10,000颗粒/μl范围内的方式再次调整分散液浓度,通过使用流式颗粒图像分析仪测量1,000个以上颗粒。
(8)调色剂的重均粒径(D4)和数均粒径(D1)
将基于小孔电阻(pore electrical resistance)方法的装配有100-μm口管(aperture tube)″Coulter Counter Multisizer 3″(注册商标,Beckman Coulter,Inc.制造)的精确粒度分布测量设备用作测量设备。包括于设备″Beckman Coulter Multisizer 3 Version3.51″(Beckman Coulter,Inc.制造)的专用软件用于设定测量条件和分析测量数据。应注意:进行测量,同时将有效测量通道(channel)数设定为25,000。通过溶解试剂级氯化钠于离子交换水以具有浓度约1质量%而制备的电解液,例如″ISOTON II″(Beckman Coulter,Inc.制造)用作测量中要使用的电解液。
应注意:测量和分析之前,如下所述设定专用软件。在专用软件的″改变标准测量方法(SOM)″屏面,控制方式的总计算数目设定为50,000个颗粒,测量次数设定为1,通过使用″各自具有粒径10.0μm的标准颗粒″(Beckman Coulter,Inc.制造)获得的值设定为Kd值。阈值和噪音水平通过按压″阈值/噪音水平测量″按钮自动设定。此外,电流设定为1,600μA,增益(gain)设定为2,电解液设定为ISOTON II,在复选框中置有复选标记来确定测量后是否冲刷口管。在专用软件的″设定用于从脉冲至粒径变换″屏面,箱间隔(bin interval)设定为对数粒径,粒径箱数(bin)设定为256,粒径范围设定至2μm至60μm范围。
具体测量方法如下所述。
(i)将约200ml电解液装入由Multisizer 3专用的玻璃形成的250-ml圆底烧瓶。将烧瓶置于试样架中,烧瓶中的电解液用搅拌棒以24转/秒沿逆时针方向搅拌。然后,口管中的污垢和气泡通过专用软件的″孔冲刷″功能除去。
(ii)将约30ml电解液装入由玻璃形成的100-ml圆底烧瓶。通过用离子交换水稀释″Contaminon N″(10-质量%的用于洗涤精密测量装置的中性清洁剂水溶液,该清洁剂由非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机增洁剂形成并具有pH7,WakoPure Chemical Industries,Ltd.制造)约3质量倍制备的稀释溶液约0.3ml作为分散剂添加至电解液。
(iii)准备其中构建两个各具有振荡频率50kHz以致处于180°的相位差的振荡器并具有电输出120W的超声波分散装置″Ultrasonic Dispersion System Tetra 150″(Nikkaki Bios Co.,Ltd.制造)。将预定量的离子交换水装入超声波分散装置的水槽中。将约2ml Contaminon N装入水槽中。
(iv)将部分(ii)中的烧瓶置于超声波分散装置的烧瓶固定孔中,启动超声波分散装置。然后,调整烧瓶的高度位置以使得烧瓶中电解液的液体水平可以尽可能最大限度地与来自超声波分散装置的超声波共振。
(v)将约10mg调色剂以电解液用超声波照射的状态逐步添加至部分(iv)中烧瓶的电解液中并分散于其中。然后,继续进行超声波分散处理另外60秒。应注意:超声波分散时适当调节水槽中的水温,以致为10℃以上至40℃以下。
(vi)其中已分散调色剂的部分(v)中的电解液用移液管滴加至部分(i)中置于试样架中的圆底烧瓶,要测量的调色剂浓度调节至约5%。然后,进行测量,直至测量50,000个颗粒的粒径。
(vii)测量数据用设备包括的专用软件分析,计算调色剂的重均粒径(D4)和数均粒径(D1)。应注意:当设定专用软件以显示体积%单位的曲线时,专用软件的″分析/体积统计(算术平均值)″屏面上的″平均粒径″为重均粒径(D4),当设定专用软件以显示数目%单位的曲线时,专用软件的″分析/数目统计(算术平均值)″屏面上的″平均粒径″为数均粒径(D1)。
(9)分别具有粒径等于或小于重均粒径(D4)的三分之一的颗粒与调色剂颗粒总数的比例(小颗粒比例)
计算分别具有粒径等于或小于如上所述确定的调色剂重均粒径(D4)的三分之一的颗粒数与调色剂颗粒总数的比例。各颗粒数通过利用测量调色剂平均圆形度时获得的圆当量直径分布确定。应注意:如表1所示,圆当量直径分布能以通过将粒径范围0.06至400μm分割为226通道(channels)(一个倍频程(octave)分为30通道)得到的数据形式获得。
[表1-1]
  粒径范围(μm)   粒径范围(μm)   粒径范围(μm)   粒径范围(μm)
  0.60~0.61   3.09~3.18   15.93~16.40   82.15~84.44
  0.61~0.63   3.18~3.27   16.40~16.88   84.55~87.01
  0.63~0.65   3.27~3.37   16.88~17.37   87.01~89.55
  0.65~0.67   3.37~3.46   17.37~17.88   89.55~92.17
  0.67~0.69   3.46~3.57   17.88~18.40   92.17~94.86
  0.69~0.71   3.57~3.67   18.40~18.94   94.86~97.63
  0.71~0.73   3.67~3.78   18.94~19.49   97.63~100.48
  0.73~0.75   3.78~3.89   19.49~20.06   100.48~103.41
  0.75~0.77   3.89~4.00   20.06~20.65   103.41~106.43
  0.77~0.80   4.00~4.12   20.65~21.25   106.43~109.53
  0.80~0.82   4.12~4.24   21.25~21.87   109.53~112.73
  0.82~0.84   4.24~4.36   21.87~22.51   112.73~116.02
  0.84~0.87   4.36~4.49   22.51~23.16   116.02~119.41
  0.87~0.89   4.49~4.62   23.16~23.84   119.41~122.89
  0.89~0.92   4.62~4.76   23.84~24.54   122.89~126.48
  0.92~0.95   4.76~4.90   24.54~25.25   126.48~130.17
  0.95~0.97   4.90~5.04   25.25~25.99   130.17~133.97
  0.97~1.00   5.04~5.19   25.99~26.75   133.97~137.88
  1.00~1.03   5.19~5.34   26.75~27.53   137.88~141.90
  1.03~1.06   5.34~5.49   27.53~28.33   141.90~146.05
  1.06~1.09   5.49~5.65   28.33~29.16   146.05~150.31
  1.09~1.12   5.65~5.82   29.16~30.01   150.31~154.70
  1.12~1.16   5.82~5.99   30.01~30.89   154.70~159.21
  1.16~1.19   5.99~6.16   30.89~31.79   159.21~163.86
  1.19~1.23   6.16~6.34   31.79~32.72   163.86~168.64
  1.23~1.26   6.34~6.53   32.72~33.67   168.64~173.56
  1.26~1.30   6.53~6.72   33.67~34.65   173.56~178.63
  1.30~1.34   6.72~6.92   34.65~35.67   178.63~183.84
  1.34~1.38   6.92~7.12   35.67~36.71   183.84~189.21
  1.38~1.42   7.12~7.33   36.71~37.78   189.21~194.73
[表1-2]
Figure G2008800113708D00421
(10)当UV可固化组合物引发渗透时,在渗透时间5秒时的渗透厚度L(μm),在渗透时间5秒以上至10秒以下时的平均渗透速度Va(μm/s),在渗透时间10秒以上至15秒以下时的平均渗透速度Vb(μm/s)
将作为测量目标的调色剂从上方装入具有直径1mm并含有UV可固化组合物Luxtrack D-800(含有三(甘醇)二甲基丙烯酸酯和具有六亚甲基二异氰酸酯的丙烯酸类改性聚氨酯低聚物、含OH基甲基丙烯酸酯和连接至低聚物的双酚A的环氧丙烷加成物的组合物;TOAGOSEI CO.,LTD.制造)的圆筒形容器,使UV可固化组合物渗透入调色剂中5秒。其后,将试样放置在距离例如照射器LS-800(JEOL DATUM制造)的照射部为3.0±0.1cm的距离,并用在150W输出功率下用UV光照射30秒,从而固化调色剂中的UV可固化组合物。将其中已使UV可固化组合物渗透并固化的调色剂使用例如ULTRACUT UCT(Leica Microsystems制造)转变为具有厚度50至100nm的调色剂切片。生产该切片时,注意该切片由各调色剂颗粒的中心部形成。调色剂切片用例如场发射扫描电子显微镜S-4800(Hitachi High-TechnologiesCorporation制造)观察,获得调色剂切片的电子透射图像(STEM图像)。
电子透射图像中UV可固化组合物的渗透厚度由L表示。应注意:当沿调色剂切片的长轴方向的UV可固化组合物的渗透厚度由Lx表示,和沿调色剂切片的短轴方向的UV可固化组合物的渗透厚度由Ly表示时,定义各颗粒中的渗透厚度(La)由下式表示。
La=(Lx+Ly)/2
此外,选择各自具有粒径在调色剂数均粒径D1±0.2μm范围内的调色剂颗粒,测量颗粒的渗透厚度,以便能在可能的程度上消除测量误差。如下所述进行测量。选择分别满足上述条件的100个任意颗粒,测量各颗粒的渗透厚度La。包括最大值的十个最高值和包括最小值的十个最低值从测量结果消除,剩余的八十个结果用作数据。在渗透时间5秒时的渗透厚度L通过算术平均该八十个结果来确定。
类似地,将使UV可固化组合物渗透于其中10秒的调色剂转变为切片。如在渗透厚度L的情况下,测量100个调色剂颗粒的渗透厚度。包括最大值的十个最高值和包括最小值的十个最低值从测量结果消除,剩余的八十个结果用作数据。将该八十个结果的算术平均值定义为在渗透时间为10秒时的渗透厚度L10。在此情况下,定义在渗透时间5秒以上至10秒以下时的平均渗透速度Va由下式表示。
Va=(L10-L)/5
类似地,将使UV可固化组合物渗透于其中15秒的调色剂转变为切片。如在渗透厚度L的情况下,测量100个调色剂颗粒的渗透厚度。包括最大值的十个最高值和包括最小值的十个最低值从测量结果中消除,剩余的八十个结果用作数据。将这八十个结果的算术平均值定义为在渗透时间15秒时的渗透厚度L15。在此情况下,定义在渗透时间10秒以上至15秒以下时的平均渗透速度Vb由下式表示。
Vb=(L15-L10)/5
图2示出在此情况下渗透厚度和渗透时间之间关系的图像。应注意:在渗透时间为0秒时的渗透厚度为在将调色剂加入UV可固化组合物后立即用UV光照射时,通过使用试样,以与测量渗透厚度L的相同方式确定的渗透厚度。在渗透时间为0秒时的渗透厚度不为0微米的原因在于UV可固化组合物渗透,同时该组合物通过用UV光照射而固化。尽管在描述中规定了″渗透时间5秒″、″渗透时间10秒″和″渗透时间15秒″,然而严格说来,真正的渗透时间包括UV可固化组合物通过用UV光照射而固化所需的时间以及各规定时间。
(11)加热搅拌后的重均粒径(D4)与加热搅拌前的重均粒径的变化率
将1.7份调色剂颗粒加入100份离子交换水中,混合物用桨式搅拌叶片以300r/min搅拌,从而将调色剂颗粒分散于离子交换水中。其后,调色剂颗粒分散液的温度升高以致高于调色剂玻璃化转变温度(TgA)5℃,然后将分散液继续搅拌60分钟。完成搅拌后,将通过过滤分散液所得产物定义为测量试样,通过上述方法测量试样的重均粒径(D4)。基于下式,从所得测量值确定重均粒径(D4)的变化率。
重均粒径(D4)的变化率(%)=(加热搅拌后调色剂颗粒的重均粒径/加热搅拌前调色剂颗粒的重均粒径)×100
(12)调色剂已在温度50℃和湿度10%RH下静置3天后的调色剂聚集度
于100-ml塑料杯(polycup)中称重5g调色剂。接着,将试样装入设定至50℃的自动调温器,并放置3天。其后,取出试样,并在具有温度23℃和湿度60%RH的环境中静置24小时。其后,测量调色剂的聚集度。
如下所述测量调色剂的聚集度。
使用的测量设备为将数字显示振动计″DIGIVIBLOMODEL 1332A″(Showa Sokki Corporation制造)连接至″PowderTester″(Hosokawa Micron Corporation制造)振动台侧表面部的设备。然后,具有孔径250μm的筛子、具有孔径500μm的筛子和具有孔径710μm的筛子在粉末试验仪的振动台上从下以所述顺序象层压体一样放置。如下所述,在23℃和60%RH环境下进行测量。
(i)预先调整振动台的振幅以使得数字显示振动计的位移为0.40mm(峰至峰)。
(ii)精确称重5g预先在23℃和60%RH环境下静置24小时的调色剂,并轻缓放于具有孔径710μm的筛子上作为最上方阶段(uppermost stage)。
筛子振动10秒。其后,测量残留于各筛子上的调色剂质量,聚集度基于下式计算。
聚集度(%)={(具有孔径710μm)的筛子上的试样质量(g)/5(g)}×100+{(具有孔径500μm的筛子上的试样质量(g))/5(g)}×100×0.6+{(具有孔径250μm的筛子上的试样质量(g))/5(g)}×100×0.2
(13)确定醚化合物的量
通过多次顶空萃取法(multiple headspace extraction method)测量调色剂中醚化合物的量。
(设备和仪器)
测定通过使用PerkinElmer Japan Co,.Ltd.制造的HS40XL作为液面上取样器(headspace sampler)、ThermoQuest Corp.制造的TRACE GC或TRACE MS作为GC/MS进行。此外,基于多次顶空萃取法的峰面积通过使用以下近似式计算。
[数学式2]
∑An=A21/(A1-A2)
(∑An:总峰面积,An:第n次提取时的峰面积)
将试样瓶连接至气相色谱,并通过利用多次顶空萃取法分析。
(i)液面上取样器的条件
试样量:50mg
瓶:22ml
试样温度:120℃
针温度:150℃
转移线温度(transfer line temperature):180℃
保留时间:60分钟
加压时间:0.25分钟
注入时间:0.08分钟
(ii)GC的条件
柱:HP5-MS(0.25mm,60m)
柱温度:在40℃下保持3分钟,在40至70℃之间以2.0℃/分钟升温,在70至150℃之间以5℃/分钟升温,在150至300℃之间以10.0℃/分钟升温。
分流比50∶1
(iii)仪器
用于顶空分析的PerkinElmer Japan Co.,Ltd.制造的由玻璃形成的瓶(22ml)用作密闭容器。
(iv)方法
(1)标准试样的制备
首先,制备具有浓度1,000ppm的醚化合物在甲醇中的溶液作为用于确定醚化合物量的标准试样。将5μl溶液用具有体积为10μl的微量调节注射器装入由玻璃形成的22-ml瓶中。其后,立即将瓶用隔膜塞紧用于高温分析。
此外,当醚化合物结构不清楚时,可采用以下方法:结构通过分析方法如气相色谱-质谱法(GC-MS)或液相色谱-质谱法(LC-MS)识别,具有识别结构的物质的量通过上述方法确定。
(2)生产调色剂试样
将50mg调色剂装入由玻璃形成的22-ml瓶中,并将该瓶用隔膜塞紧用于高温分析,由此获得试样。
(v)分析
每0.005μl醚化合物的全部峰面积通过将醚化合物标准试样借助于定量多次顶空萃取法进行测量来确定(应注意每0.005μl醚化合物的峰面积必须在每次进行测量时检查,这是因为GC灵敏度根据每日基准而变化)。接着,测量试样中醚化合物的体积由通过定量多次顶空萃取法确定的调色剂全部峰面积和通过比例计算的醚化合物标准试样全部峰面积来确定。计算值乘以醚化合物比重,从而将体积转变为醚化合物的质量。由此,计算调色剂中醚化合物的浓度。
实施例1
将通过以下实施例具体描述本发明。然而,本发明绝不限于这些实施例。
(青色调色剂生产例1)
根据以下步骤生产调色剂。
将9质量份磷酸三钙和11质量份10%盐酸加入至加热至60℃的1,300质量份离子交换水中,混合物用TK-匀质器(Tokushu Kika Kogyo制造)以10,000rpm搅拌,由此制备具有pH
5.2的水性介质。
此外,以下材料用螺旋桨搅拌装置以100rpm溶解,由此制备溶液。
苯乙烯                  70.0质量份
丙烯酸正丁酯            30.0质量份
甲苯                    2.5质量份
电荷控制剂:FCA1001NS(具有磺酸基的乙烯基系聚合物;FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                        1.0质量份
极性树脂1:苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物
                        20.0质量份
(共聚比(质量基准)=95.6∶1.7∶2.7,Mp=69,000,Mw=68,000,Tg=102℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残余苯乙烯量=90ppm)
接着,将以下材料添加至该溶液。
C.I.颜料蓝15:3            7.0质量份
电荷控制剂:BONTRON E-88(水杨酸铝化合物;OrientChemical Industries,LTD.制造)
                            1.0质量份
蜡:HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                            10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)       0.05质量份
其后,将混合液体的温度升至60℃,然后混合液体用TK-匀质器(Tokushu Kika Kogyo制造)以9,000rpm搅拌,从而使上述材料溶解并分散于该溶液中。
将8.0质量份2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)作为聚合引发剂溶于所得物中,由此制备可聚合单体组合物。将可聚合单体组合物加入至水性介质中,混合物用TK-匀质器在60℃下以10,000rpm搅拌30分钟,从而使可聚合单体组合物造粒。
其后,将所得物输送至螺旋桨搅拌装置,并在氮气氛下、以溶解氧含量0.50%以下、在70℃下进行反应5小时,同时以100rpm搅拌。其后,将所得物温度升至80℃,并使所得物进行反应另外5小时,由此生产调色剂颗粒。聚合反应完成后,冷却含有颗粒的浆液,用浆液十倍量的水洗涤,过滤,干燥,并分级以调节颗粒直径。由此,获得青色调色剂颗粒。
将2.0质量份流动性改进剂(用二甲基硅油(20质量%)处理并带有与各青色调色剂颗粒极性相同的极性(负极性)的疏水性二氧化硅细粉(一次粒径:10nm,BET比表面积:170m2/g))外部添加于100质量份调色剂颗粒中,并用亨舍尔混合机(MitsuiMiike Machinery Co.,Ltd.制造)以3,000rpm混合15分钟,由此获得青色调色剂1。表2显示此处所得青色调色剂1的物理性质。
(青色调色剂生产例2)
苯乙烯                  70.0质量份
丙烯酸正丁酯            30.0质量份
甲苯                    2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                        1.0质量份
上述极性树脂1           20.0质量份
C.I.颜料蓝15:3          7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                        1.0质量份
WEP-3(熔点73℃;Nippon Yushi Co.,Ltd.制造)
                        10.0质量份
叔己基-叔丁基醚(醚化合物2)
                        0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                        8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂2。表2显示青色调色剂2的物理性质。
(青色调色剂生产例3)
苯乙烯                  70.0质量份
丙烯酸正丁酯            30.0质量份
甲苯                    2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                        1.0质量份
上述极性树脂1           20.0质量份
C.I.颜料蓝15:3          7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                            1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro CO.,Ltd.制造)
                            10.0质量份
二(二-1-己基)庚基醚(醚化合物3)
                            0.05质量份
2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                            8.0质量份
除了配方变化为如上所述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂3。表2显示青色调色剂3的物理性质。
(青色调色剂生产例4)
以与青色调色剂1相同的方式使可聚合单体组合物造粒,然后使所得物在70℃下进行聚合反应4小时。其后,所得物用TK-匀质器以10,000rpm搅拌10分钟。其后,将所得物温度升至80℃,并使所得物进行聚合反应另外5小时,由此生产调色剂颗粒。
除了使用前述获得的调色剂颗粒以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂4。表2显示青色调色剂4的物理性质。
(青色调色剂生产例5)
苯乙烯72.5质量份
丙烯酸正丁酯                27.5质量份
甲苯                        2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                            1.0质量份
极性树脂2:苯乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲
酯共聚物                      20.0质量份
(共聚比=83.6∶12.0∶1.7∶2.7,Mp=69,000,Mw=68,000,Tg=80℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=80ppm)
C.I.颜料蓝15:3                7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                              1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                              10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                              0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                              8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂5。表2显示青色调色剂5的物理性质。
(青色调色剂生产例6)
苯乙烯                        68.0质量份
丙烯酸正丁酯                  32.0质量份
甲苯                          2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                              1.0质量份
极性树脂3:苯乙烯-α甲基苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物                            20.0质量份
(共聚比=65.6∶30.0∶1.7∶2.7,Mp=44,000,Mw=43,000,Tg=120℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=100ppm)
C.I.颜料蓝15:3                7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                                0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                                8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂6。表2显示青色调色剂6的物理性质。
(青色调色剂生产例7)
苯乙烯                          70.0质量份
丙烯酸正丁酯                    30.0质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
极性树脂4:苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物
                                20.0质量份
(共聚比=91.6∶5.7∶2.7,Mp=69,000,Mw=68,000,Tg=102℃,酸值=40.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=90ppm)
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                            0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                            8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂7。表2显示青色调色剂7的物理性质。
(青色调色剂生产例8)
苯乙烯                      70.0质量份
丙烯酸正丁酯                30.0质量份
甲苯                        2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                            1.0质量份
极性树脂5:苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物
                            20.0质量份
(共聚比=96.6∶0.7∶2.7,Mp=69,000,Mw=68,000,Tg=102℃,酸值=5.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=90ppm)
C.I.颜料蓝15:3              7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                            1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                            10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                            0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                            8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂8。表2显示青色调色剂8的物理性质。
(青色调色剂生产例9)
苯乙烯                64.0质量份
丙烯酸正丁酯          36.0质量份
甲苯                  2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                      1.0质量份
上述极性树脂1         40.0质量份
C.I.颜料蓝15:3        7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                      1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                      10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                      0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                      8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂9。表2显示青色调色剂9的物理性质。
(青色调色剂生产例10)
苯乙烯                71.0质量份
丙烯酸正丁酯          29.0质量份
甲苯                  2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                      1.0质量份
上述极性树脂1         20.0质量份
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
Hi-Mic-1045(熔点70℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                                0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                                8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂10。表2显示青色调色剂10的物理性质。
(青色调色剂生产例11)
苯乙烯                          75.0质量份
丙烯酸正丁酯                    25.0质量份
链转移剂:叔十二烷基硫醇(在制备溶液的阶段加入)
                                1.0质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
上述极性树脂1                   4.0质量份
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                              0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                              8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂11。表2显示青色调色剂11的物理性质。
(青色调色剂生产例12)
苯乙烯                        75.0质量份
丙烯酸正丁酯                  25.0质量份
甲苯                          2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                              1.0质量份
极性树脂6:苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物
                              20.0质量份
(共聚比=95.6∶1.7∶2.7,Mp=250,000,Mw=240,000,Tg=102℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=100ppm)
C.I.颜料蓝15:3                7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                              1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                              10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                              0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                              8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂12。表2显示青色调色剂12的物理性质。
(青色调色剂生产例13)
除了不加入醚化合物1以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂13。表2显示青色调色剂13的物理性质。
(青色调色剂生产例14)
苯乙烯                              73.0质量份
丙烯酸正丁酯                        27.0质量份
甲苯                                2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                    1.0质量份
极性树脂7:苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物
                                    10.0质量份
(共聚比=95.6∶1.7∶2.7,Mp=500,000,Mw=480,000,Tg=102℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=90ppm)
C.I.颜料蓝15:3                      7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                    1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                    10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                                    0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                                    8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂14。表2显示青色调色剂14的物理性质。
(青色调色剂生产例15)
苯乙烯                          64.0质量份
丙烯酸正丁酯                    36.0质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
极性树脂8:苯乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物                            20.0质量份
(共聚比=83.6∶12.0∶1.7∶2.7,Mp=10,000,Mw=10,000,Tg=80℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=80ppm)
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP0190(熔点90℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                                0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                                8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂15。表2显示青色调色剂15的物理性质。
(青色调色剂生产例16)
(制备蜡粗分散液)
苯乙烯单体                      68.0质量份
PW2000PE(熔点124℃;TOYO-PETROLITE制造)
                                10.0质量份
将上述组分装入其温度可调节的容器内,将混合液体用Ultraturrax T-50(IKA制造)以10,000rpm搅拌40分钟,同时液体温度总是保持在40℃以下。由此,获得蜡粗分散液。
将蜡粗分散液装入其温度可调节的搅拌槽中。将液体经泵输送至在中游建造有T.K.Filmix(Tokushu Kika Kogyo制造)的循环管线。液体循环2小时,同时在循环步骤中其温度调整至60℃以下,由此获得蜡细分散液。分别具有粒径2μm以下的颗粒占液体中颗粒的100%,基于体积。
接着,将以下材料用螺旋桨搅拌装置以100rpm溶解,由此制备溶液。
上述分散液(苯乙烯单体68.0质量份,蜡10.0质量份)
                            78.0质量份
丙烯酸正丁酯                32.0质量份
甲苯                        2.5质量份
电荷控制剂FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                            1.0质量份
上述极性树脂1               20.0质量份
接着,将以下材料加入至溶液。
C.I.颜料蓝15:3              7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                            1.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                            0.05质量份
其后,将混合液体的温度升至60℃,然后混合液体用TK-匀质器(Tokushu Kika Kogyo制造)以9,000rpm搅拌,以使上述材料溶解并分散于溶液中。
将8.0质量份2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)作为聚合引发剂溶于所得物,由此制备可聚合单体组合物。
其后,以与青色调色剂1相同的方式获得调色剂颗粒。此外,以与青色调色剂1相同的方式进行外部添加,由此获得青色调色剂16。表2显示青色调色剂16物理性质。
(青色调色剂生产例17)
苯乙烯                          75.0质量份
丙烯酸正丁酯                    25.0质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
上述极性树脂6                   20.0质量份
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP0109(熔点90℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                                0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                                8.5质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂17。表2显示青色调色剂17的物理性质。
(青色调色剂生产例18)
除了不加入甲苯以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂18。表2显示青色调色剂18的物理性质。
(青色调色剂生产例19)
除了甲苯的添加量变为5.0质量份以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂19。表2显示青色调色剂19的物理性质。
(青色调色剂生产例20)
除了不加入具有磺酸基的聚合物FCA1001NS (FUJIKURA
KASEI CO.,LTD.制造)以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂20。表2显示青色调色剂20的物理性质。
(青色调色剂生产例21)
除了具有磺酸基的聚合物FCA1001NS(FUJIKURA KASEICO.,LTD.制造)的添加量变为0.3质量份以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂21。表2显示青色调色剂21的物理性质。
(青色调色剂生产例22)
除了具有磺酸基的聚合物FCA1001NS(FUJIKURA KASEICO.,LTD.制造)的添加量变为2.0质量份以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂22。表2显示青色调色剂22的物理性质。
(青色调色剂生产例23)
苯乙烯                          55.0质量份
丙烯酸正丁酯                    45.0质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
上述极性树脂1                   20.0质量份
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                            10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                            0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                            8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂23。表2显示青色调色剂23的物理性质。
(青色调色剂生产例24)
除了磷酸三钙的添加量从9.0质量份变为30.0质量份;和不加入极性树脂以外,以与青色调色剂1相同的方式获得青色调色剂24。表2显示青色调色剂24的物理性质。
(青色调色剂生产例25)
苯乙烯                      72.5质量份
丙烯酸正丁酯                27.5质量份
叔十二烷基硫醇(在制备溶液的阶段加入)
                            1.0质量份
甲苯                        2,5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                            1.0质量份
上述极性树脂8               20.0质量份
C.I.颜料蓝15:3              7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                            1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                            10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                            0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                            8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂25。表2显示青色调色剂25的物理性质。
(青色调色剂生产例26)
苯乙烯                      79.0质量份
丙烯酸正丁酯                21.0质量份
叔十二烷基硫醇(在制备溶液的阶段中加入)
                            1.0质量份
甲苯                        2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                            1.0质量份
极性树脂9:苯乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物                        20.0质量份
(共聚比=80.6∶15.0∶1.7∶2.7,Mp=10,000,Mw=10,000,Tg=80℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=80ppm)
C.I.颜料蓝15:3              7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                            1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                            10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                            0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                            8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂26。表2显示青色调色剂26的物理性质。
(青色调色剂生产例27)
除了磷酸三钙的添加量从9.0质量份变为30.0质量份;和配方如下所述改变以外,以与青色调色剂生产例1相同的方式生产调色剂。
苯乙烯                          70.0质量份
丙烯酸正丁酯                    30.0质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
聚苯乙烯                        20.0质量份
(Mp=69,000,Mw=68,000,Tg=100℃,酸值=0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=95ppm)
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                                0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                                8.0质量份
表2显示青色调色剂27的物理性质。
(青色调色剂生产例28)
苯乙烯                          72.5质量份
丙烯酸正丁酯                    27.5质量份
二乙烯基苯(在制备溶液的阶段中加入)
                                0.12质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
上述极性树脂8                   20.0质量份
C.I.颜料蓝15:3                  7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                                1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                                10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                                0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                                8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂28。表2显示青色调色剂28的物理性质。
(青色调色剂生产例29)
苯乙烯                          70.0质量份
丙烯酸正丁酯                    30.0质量份
甲苯                            2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                                1.0质量份
极性树脂10:苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物
                                20.0质量份
(共聚比=87.4∶9.9∶2.7,Mp=52,000,Mw=50,000,Tg=101℃,酸值=70.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.1,残留苯乙烯的量=95ppm)
C.I.颜料蓝15:3            7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                          1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                          10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                          0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                          8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂29。表2显示青色调色剂29的物理性质。
(青色调色剂生产例30)
苯乙烯                    70.0质量份
丙烯酸正丁酯              30.0质量份
甲苯                      2.5质量份
FCA1001NS(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制造)
                          1.0质量份
饱和聚酯树脂[由对苯二甲酸和环氧丙烷改性双酚A生产]
                          20.0质量份
(Mp=9,000,Mw=8,900,Tg=72℃,酸值=12.0mgKOH/g,Mw/Mn=2.2)
C.I.颜料蓝15:3            7.0质量份
BONTRON E-88(Orient Chemical Industries,LTD.制造)
                          1.0质量份
HNP-10(熔点75℃;Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
                            10.0质量份
二叔丁基醚(醚化合物1)
                            0.05质量份
2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)
                            8.0质量份
除了配方变化为上述材料和添加量以外,以与青色调色剂1生产方法相同的方法获得青色调色剂30。表2显示青色调色剂30的物理性质。
(品红色调色剂生产例1)
除了将C.I.颜料蓝15:3变为C.I.颜料红122;和将颜料添加量变为10质量份以外,以与青色调色剂16相同的方式获得品红色调色剂1。表2显示品红色调色剂1的物理性质。
(品红色调色剂生产例2)
除了将C.I.颜料蓝15:3变为C.I.颜料红122;和将颜料添加量变为10质量份以外,以与青色调色剂16相同的方式获得品红色调色剂2。表2显示品红色调色剂2的物理性质。
(黄色调色剂生产例1)
除了将C.I.颜料蓝15:3变为C.I.颜料黄93以外,以与青色调色剂1相同的方式获得黄色调色剂1。表2显示黄色调色剂1的物理性质。
(黄色调色剂生产例2)
除了将C.I.颜料蓝15:3变为C.I.颜料黄93以外,以与青色调色剂16相同的方式获得黄色调色剂2。表2显示黄色调色剂2的物理性质。
(黑色调色剂生产例1)
除了将C.I.颜料蓝15:3变为炭黑;和将颜料添加量变为8质量份以外,以与青色调色剂1相同的方式获得黑色调色剂1。表2显示黑色调色剂1的物理性质。
(黑色调色剂生产例2)
除了将C.I.颜料蓝15:3变为炭黑;和将颜料添加量变为8质量份以外,以与青色调色剂16相同的方式获得黑色调色剂2。表2显示黑色调色剂2的物理性质。
Figure G2008800113708D00701
Figure G2008800113708D00711
Figure G2008800113708D00721
Figure G2008800113708D00731
(实施例1至26和比较例1至12)
评价各所得调色剂的以下项目。表4显示评价结果。
(评价)
(I)用基于图4中所示接触型单组分显影系统的图像形成设备进行评价。将85g各上述调色剂装入设备的显影装置中,并在低温、常湿环境(10℃/50%RH)或高温、高湿环境(30℃/85%RH)下静置24小时。同时,转印纸类似地静置。其后,进行浓度检测校正,然后用具有打印百分比1%的图表(chart)进行连续输出。当图像输出总共100或2,000张时,观察显影效率、周向条纹和调色剂飞散、调色剂涂层均匀性、转印效率、一页内的均一性和转印均一性。
(i)测量显影效率时,输出实心全域图像(solid wholeimage)(具有调色剂承载水平0.55mg/cm2)期间,设备主体电源被迫关闭。然后,测量在设备的调色剂承载构件上在显影前每单位面积的调色剂质量和在设备的感光鼓上在图像显影时使用的每单位面积的调色剂质量,显影效率由下式计算。
显影效率(%)=(在感光鼓上在图像显影时使用的调色剂量/调色剂承载构件上的调色剂量)×100
基于以下标准A、B、C和D进行评价。
A:在各低温常湿环境和高温高湿环境下获得95%以上的显影效率。
B:在各低温常湿环境和高温高湿环境下获得88%以上至低于95%的显影效率。
C:在高温高湿环境下获得80%以上至低于88%显影效率。
D:在各低温常湿环境和高温高湿环境下获得80%以上至低于88%的显影效率,或者在所述环境之一下获得低于80%的显影效率。
(ii)如下所述进行关于周向条纹和调色剂飞散的评价。在高温高湿环境下输出2,000张实心全域图像(各自具有调色剂承载水平0.55mg/cm2)后,拆卸设备的显影剂容器,目视观察设备的调色剂承载构件的表面和边缘。以下描述判断标准。
A:输出2,000张后,既没有发生由于调色剂破损或熔融附着引起的在设备的调色剂控制构件和调色剂承载构件之间挟入异物导致的周向条纹,也没有发生由调色剂承载构件和调色剂端部密封之间挟入异物导致的调色剂飞散。
B:输出2,000张后,轻微观察到由调色剂承载构件和调色剂端部密封之间挟入异物导致的调色剂飞散。
C:输出2,000张后,轻微观察到调色剂飞散,还在边缘处观察到一至四条周向条纹。
D:输出2,000张后,观察到调色剂飞散,还观察到五条以上周向条纹。
(iii)观察调色剂涂层均匀性时,在高温高湿环境下输出100或2,000张半色调全域图像(分别具有调色剂承载水平0.20mg/cm2)。其后,设备的主体电源被迫关闭,观察显影中使用的设备的感光鼓上的点再现性。通过目视观察使用在100倍放大倍率下的光学显微镜获得的感光鼓照片来进行评价。以下描述判断标准。
A:即使输出2,000张后,感光鼓的点再现性也优良。
B:输出2,000张后,感光鼓显示轻微的点再现性紊乱。
C:输出100张后,感光鼓显示轻微的点再现性紊乱。
D:输出100张后,感光鼓显示严重的点再现性紊乱。
(iv)测量转印效率时,在高温高湿环境下,输出100或2,000张实心全域图像(分别具有调色剂承载水平0.55mg/cm2)。其后,设备的主体电源被迫关闭。然后,测量在设备的感光鼓上转印前每单位面积的调色剂质量和转印至转印材料上的每单位面积的调色剂质量,转印效率由下式计算。
转印效率(%)=(转印至转印材料的调色剂量/感光鼓上的调色剂量)×100
根据下表3所示的标准A、B、C和D对转印效率进行评价。
[表3]
Figure G2008800113708D00761
(v)观察一页内的图像均一性时,在高温高湿环境下,将半色调全域图像(具有调色剂承载水平0.20mg/cm2)和实心全域图像(具有调色剂承载水平0.55mg/cm2)转印至Xerox4024纸(75g/cm2),评价转印材料的图像均一性。以下描述判断标准。
A:即使输出2,000张后,各半色调和实心图像一页内的图像均一性也优良。
B:输出2,000张后,半色调图像显示一页内的图像均一性轻微劣化。
C:输出2,000张后,各半色调和实心图像显示一页内的图像均一性轻微劣化。
D:输出100张后,各半色调和实心图像显示一页内的图像均一性劣化。
(vi)观察转印均一性时,在高温高湿环境下,将具有调色剂承载水平0.20mg/cm2的半色调全域图像转印至各Xerox4024纸(75g/cm2)和Fox River Bond纸(90g/cm2)上,评价各纸的转印均一性。以下描述判断标准。
A:即使输出2,000张各Xerox4024纸和Fox River Bond纸后,也获得良好的转印均一性。
B:输出2,000张Fox River Bond纸后,转印均一性轻微劣化。
C:输出100张Fox River Bond纸后,转印均一性轻微劣化。
D:输出100张Fox River Bond纸后,转印均一性严重劣化。
(II)关于低温定影性/高温下的卷绕性能的评价
将实施例和比较例中描述的各调色剂85g装入基于图4中所示接触型单组分显影系统的图像形成设备的显影装置,并在低温常湿环境(10℃/50%RH)下静置48小时。其后,将其中分别测量为10mm×10mm的方形图像均匀位于整张转印纸中的九个点处的图像图案形成于Fox River Bond纸(90g/cm2)上,输出未定影图像。同时,图像分别为具有调色剂承载水平0.2mg/cm2的单色半色调图像。
将未定影图像以定影速度150mm/秒使用具有以下特性的外部定影单元定影:该单元的温度是可控制的,该单元不具有油涂布功能,和该单元通过将图像通过分别具有直径40mm的加热辊和加压辊作为上部辊和下部辊形成的辊隙部来定影图像。应注意:此时,氟材料用于各上部辊和下部辊,和辊隙宽度为6mm。
此外,如下判断定影开始:定影图像(包括低温下的图像污损)各自用擦镜纸(lenz cleaning paper)″dasper(R)″(Ozu PaperCo.LTD.)在负载50g/cm2下擦拭。然后,将擦拭后各图像浓度下降率低于20%的温度定义为用于评价″低温定影性″的温度。
此外,目视观察高温下的卷绕性能。能使纸通过辊隙部同时防止纸卷绕各辊的最高温度定义为用于评价″高温下卷绕性能″的温度。
[表4]
Figure G2008800113708D00781

Claims (21)

1.一种调色剂,其包括各自至少含有粘结剂树脂、蜡和着色剂的调色剂颗粒,其中:
所述调色剂具有(i)用差示扫描量热计测量的玻璃化转变温度(TgA)为40至60℃,(ii)用差示扫描量热计测量的最高吸热峰的峰温度(P1)为70至120℃,和(iii)通过流动试验仪加热方法测量的在100℃下的粘度为5,000至30,000Pa·s;
所述调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质中的环己烷(CHX)不溶性物质具有(i)用差示扫描量热计测量的玻璃化转变温度(TgB)为80至120℃,和(ii)酸值为5至40mgKOH/g;和
所述玻璃化转变温度(TgA)和所述玻璃化转变温度(TgB)满足下式(1):
25℃≤(TgB-TgA)≤70℃式(1)。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述峰温度(P1)和所述玻璃化转变温度(TgA)之间的温度差(P1-TgA)满足下式(2):
15℃≤(P1-TgA)≤70℃式(2)。
3.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述峰温度(P1)为70至90℃,所述峰温度(P1)和所述玻璃化转变温度(TgA)之间的温度差(P1-TgA)满足下式(3):
15℃≤(P1-TgA)≤50℃式(3)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的调色剂,其中所述调色剂具有通过流动试验仪加热方法测量的在100℃下的粘度为5,000至25,000Pa·s。
5.根据权利要求1至4任一项所述的调色剂,其中,当使UV可固化组合物渗透入调色剂时,在渗透时间5秒时的渗透厚度L(μm)、在渗透时间在5秒以上至10秒以下范围内时的平均渗透速度Va(μm/s)和在渗透时间在10秒以上至15秒以下范围内的平均渗透速度Vb(μm/s)满足下式(4)至(6):
0.20≤L≤0.60式(4)
0.02≤Va≤0.07式(5)
Va<Vb式(6)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的调色剂,其中通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质的分子量分布中主峰的峰分子量(MpA)为10,000至40,000。
7.根据权利要求1至6任一项所述的调色剂,其中通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质中的环己烷(CHX)不溶性物质的分子量分布中主峰的峰分子量(MpB)为10,000至250,000。
8.根据权利要求1至7任一项所述的调色剂,其中所述调色剂颗粒在水性介质中获得。
9.根据权利要求8所述的调色剂,其中所述调色剂颗粒包括通过将可聚合单体组合物分散于所述水性介质中以使所述可聚合单体组合物造粒并聚合所述可聚合单体而生产的调色剂颗粒,所述可聚合单体组合物至少含有可聚合单体、蜡和着色剂。
10.根据权利要求1至9任一项所述的调色剂,其中,当通过将调色剂颗粒分散于不含分散稳定剂的水性介质中而制备的分散液在与用差示扫描量热计测量的调色剂的玻璃化转变温度(TgA)相比高5℃的温度下搅拌60分钟时,由下式表示的加热搅拌后的调色剂颗粒重均粒径(D4)与加热搅拌前的重均粒径的变化率为100至150%,
重均粒径(D4)变化率(%)=(加热搅拌后的调色剂颗粒重均粒径/加热搅拌前的调色剂颗粒重均粒径)×100。
11.根据权利要求10所述的调色剂,其中所述加热搅拌后的调色剂颗粒重均粒径(D4)与所述加热搅拌前的重均粒径的变化率为100至130%。
12.根据权利要求1至11任一项所述的调色剂,其中,所述调色剂在50℃下静置3天后,所述调色剂具有聚集度为50以下。
13.根据权利要求1至12任一项所述的调色剂,其进一步包括极性树脂。
14.根据权利要求13所述的调色剂,其中所述极性树脂包含环己烷(CHX)不溶性物质。
15.根据权利要求13或14所述的调色剂,其中所述极性树脂包含乙烯基系聚合物。
16.根据权利要求1至15任一项所述的调色剂,其中所述调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质中的环己烷(CHX)不溶性物质占所述调色剂的3至30质量%。
17.根据权利要求1至16任一项所述的调色剂,其中所述粘结剂树脂包含乙烯基系聚合物。
18.根据权利要求1至17任一项所述的调色剂,其进一步包括由以下结构式(1)或(2)表示的醚化合物:
[化学式1]
Figure A2008800113700004C1
[化学式2]
Figure A2008800113700004C2
其中R1至R11分别表示具有1至6个碳原子的烷基,它们可以彼此相同或不同。
19.根据权利要求1至18任一项所述的调色剂,其进一步包括具有磺酸基、磺酸盐基或磺酸酯基的聚合物。
20.根据权利要求1至19任一项所述的调色剂,其中所述调色剂具有用流式颗粒图像分析仪测量的平均圆形度为0.960至1.000。
21.根据权利要求1至20任一项所述的调色剂,其中所述调色剂以20数量%以下的比例包括各自具有粒径等于或小于调色剂颗粒重均粒径(D4)的三分之一的颗粒。
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